Физика рентгеновских лучей Природа рентгеновских лучей

Волновые свойства электрона обнаруживаются в упомянутом выше явлении дифракции электронов. Явление дифракции (см. курс физики) было хорошо известно для световых лучей, для рентгеновских лучей и других электромагнитных колебаний. Дифракция обусловливается волновой природой этих лучей. Поэтому существование дифракции электронов подтверждает наличие у них волновых свойств. Это явление, теоретически описанное де-Бройлем (1924), было экспериментально обнаружено Дэвиссоном и Джермером (1927). В СССР оно впервые было исследовано П. С. Тартаковским в том же году. [c.44]

Рентгеновские лучи знакомы всем — ими просвечивают, если вы сломали ногу или заболели воспалением легких. Физическая природа этих лучей та же, что и у видимого света или у радиоволн — это электромагнитное излучение, но с очень малой длиной волны, порядка 10 м. Расстояние между атомами в молекулах и кристаллах имеет тот же масштаб. Это обстоятельство навело немецкого физика Макса фон Лауэ на мысль, что при прохождении рентгеновских лучей через кристалл, в котором атомы расположены строго регулярно, должна возникать дифракционная картина, подобная той, которая наблюдается при прохождении видимого света сквозь дифракционную решетку. [c.13]

Рентгеновские лучи, проходящие сквозь светонепроницаемые вещества, вызывающие флуоресценцию веществ и почернение фотопластинок, стали важным инструментом исследований, Природа рентгеновских лучей была установлена в 1912 г. Максом Лауэ, который обнаружил дифракцию этих лучей кристаллами. Рентгеновские лучи подобны световым, но с длиной волны, примерно в 5000 раз меньшей, чем у лучей видимой части спектра. По дифракции рентгеновских лучей были определены длины волн рентгеновского спектра для различных элементов и установлено расположение атомов в кристаллах. Тем самым были заложены основы структурной химии. Используя этот метод, английские физики Уильям Брэгг и его сын Лоуренс определили структуры примерно 20 кристаллических соединений. Кроме того, они определили длины волн рентгеновского излучения. [c.171]

Джозеф Джон Томсон (1856— 1Й0) — английский физик. Получил образование в колледже при Кембриджском университете. В 28 лет стал заве дывать знаменитой лабораторией Кавендиша при универ> ситете, основанной Максвеллом. Уже первые работы Томсона были значительным вкладом в науку. Он обосновал и развил электромагнитную теорию Фарадея—Максвелла, за 14 лет до Эйнштейна пришел к выводу, что инертная масса движущегося тела должна быть больше инертной массы этого тела в покое. Томсон вел обширные исследования электрических разрядов в газах и катодных лучах. В этой области он сотрудничал с такими видными учеными, как Резерфорд, Ланжевен, Вильсон, Астон. В 1897 г. Томсон открыл первую элементарную частицу — электрон, что позволило ему объяснить природу рентгеновских лучей, электропроводность металлов и другие явления. Существование электрона подсказало идею сложной структуры атома. Томсон [c.129]

Развитие экспериментальных исследований, особенно в области физики, в конце XIX и начале XX в., привело к ряду важных открытий (например, открытие радиоактивности элемента), доказавших сложную природу атома и определивших дальнейшие пути изучения его внутреннего строения. Открытие явления радиоактивности подтвердило наличие в атомах более простых частиц и возможность превращения атомов одних элементов в атомы других. Был открыт электрон и связанный с ним ряд явлений, как, например, поток свободных электронов в вакууме, возбуждение рентгеновских лучей при торможении потока электронов, испускание электронов накаленными телами (термоэлектронная эмиссия), фотоэлектрический эффект, давление света и др. [c.10]

Такого плана я пытался придерживаться при подготовке второго издания Общей химии . Мною введены две новые главы, посвященные атомной физике (гл. П1 и Vni). В этих главах довольно подробно рассмотрены вопросы, связанные с открытием рентгеновских лучей, радиоактивности, электронов и атомных ядер, описана природа и свойства электронов и ядер, изложена квантовая теория, фотоэлектрический эффект и фотоны, теория атома по Бору, отмечены некоторые изменения наших представлений об атоме, внесенные квантовой механикой, рассмотрены другие вопросы учения о строении атома. Все это позволит студенту первого курса вычислить энергию фотона света данной длины волны и предсказать, приведет ли поглощение света данной длины волны к расщеплению молекулы на атомы. Некоторые разделы элементарной физической химии в книге изложены подробнее, чем это было сделано в первом издании. Введена отдельная глава, посвященная биохимии. Значительной переработке подверглось изложение химии металлов. Рассмотрение вопросов, относящихся к химии металлов, начинается теперь с главы, в которой показаны характерные особенности металлов и сплавов и описаны методы добычи и очистки металлов. Затем следуют три главы, посвященные химии переходных металлов в первой главе рассмотрены скандий, титан, ванадий, хром, марганец и родственные им металлы во второй — железо, кобальт, никель, платиновые металлы в третьей — медь, цинк, галлий, германий и ближайшие к ним по свойствам металлы. В той или иной мере пересмотрено и большинство других глав. [c.10]

Из физики известно, что в трубках Крукса антикатод под действием падающего на него пучка катодных лучей становится источником рентгеновских лучей. Наблюдая спектр, испускаемый антикатодом спектр высокой частоты), удалось заметить, что он образован из основного непрерывного спектра, возникающего вследствие излучения, которьш сопровождаются удары электронов по антикатоду, и из определенного числа линий, положение которых в отличие от непрерывного спектра зависит от химической природы антикатода. [c.419]

В научной области он был человеком консервативным. Та вакханалия, которая последовала за открытием им рентгеновских лучей, вызвала в нем резкий протест его возмуш,ала публикация непроверенных работ и сенсационных заявлений. Может показаться странным, что Рентген, ученый, открывший рентгеновские лучи, положившие нача.чо новой физике, долгие годы не позволял в своем институте даже произносить слово электрон , считая это преждевременным, пока свойства его еще не изучены. Когда вас спросят, — говорил он, — что такое электрон, скажите, что существует такая частица, природа и свойства которой пока еще не разгаданы физикой . [c.324]

Рентгеновские лучи были открыты в 1895 г. немецким физиком В. К. Рентгеном, в честь которого их и назвали. Любопытно отметить, что в зарубежной литературе их до сих пор называют х-лучи — так, как их назвал Рентген л -лучи потому, что это были новые, никому неизвестные, непонятные лучи. Вопрос изучения природы рентгеновских лучей привлек внимание большого числа ученых. Им предстояло решить вопрос, что такое рентгеновские лучи поток неизвестных частиц или электромагнитные колебания, такие же, как и видимый овет, но только с другой длиной волны. [c.67]

Важно отметить, что на интерпретацию результатов исследования с помощью малоуглового рассеяния рентгеновских лучей влияет природа рассеивающих центров. Вопрос о природе рассеивающих центров электронной неоднородности (частица или пора) требует привлечения данных других методов или повторной съемки образца после его физико-химической обработки, например пропитки. [c.26]

Именно периодический закон поставил на новую ступень изучение строения вещества. Изучение спектров, катодных и рентгеновских лучей, аргоновых и радиоактивных элементов — это последовательные звенья начавшегося проникновения в глубины атома. Однако при жизни Менделеева ни одно из направлений этих исследований не развивалось в рамках новой теории наоборот, каждое из них скорее пыталось приспособиться к уже существующему физико-механическому представлению о явлениях природы, хотя порой и показывало его неполноту. [c.85]

Для получения практического эффекта использования заряженных частиц для процессов сушки требуется максимально ослабить связи полярных молекул с молекулами вещества. И если вблизи полярной молекулы будет двигаться заряженная частица, она сравнительно легко вырвет молекулу из вещества. Следовательно, в таких условиях молекула с большим дипольным моментом легко адсорбируется на отрицательно активной молекуле или на ионе. Таким образом, если только в окрестности дипольной молекулы имеется соответствующая заряженная частица, то в результате их взаимодействия образуется новое соединение — комплексная молекула. Эта комплексная молекула может быть унесена потоком движущегося воздуха (в который могут входить активные молекулы) из объема сушилки либо может распадаться на отдельные более мелкие частицы и затем выбрасываться из объема потоком газа. Все это говорит о том, что в присутствии заряженных частиц процесс обезвоживания может протекать более интенсивно, что и подтверждается рядом проведенных экспериментов. Что касается использования этих положений в конкретных условиях, то эта задача решается в каждом отдельном случае в зависимости от природы высушиваемого вещества и природы растворителя. Рассмотренные явления справедливы не только для процесса сушки, а имеют общее значение. Изменения в макромолекулах под действием ионизированного излучения наблюдаются и в полимерах [44], где обнаруживается заметное изменение физико-химических свойств при слабо выраженном химическом превращении. При действии ионизированного излучения, под которым понимают рентгеновские лучи, -излучение, поток электронов, протонов, дейтронов, а-частиц и нейтронов, наблюдаются такие процессы в полимерах, как сшивание молекулярных цепей, деструкция и распад макромолекул с образованием летучих продуктов и молекул меньшей длины (вплоть до превращения полимеров в вязкие жидкости) и ряд других изменений. Все эти процессы, как правило, могут протекать одновременно, но скорости соответствующих изменений обусловливаются химической природой полимеров и определяют суммарный эффект изменения свойств полимеров в результате излучения. Как показывают исследования, радиационно-химические эффекты в полимерах, по-видимому, не зависят от типа радиации, а определяются главным образом химическим строением полимера и количеством поглощенной энергии. [c.176]

Такая ситуация возникла в начале нынешнего века в физике при изучении излучения абсолютно черного тела. Впоследствии эта ситуация получила название ультрафиолетовой катастрофы. При применении принципов классической физики к проблеме излучения абсолютно черного тела возникали явно абсурдные результаты предсказывался так называемый закон Релея, согласно которому интенсивность излучения при любой температуре растет как квадрат частоты. Это предсказание означало, что абсолютно черное тело при любой температуре таит в себе бездну рентгеновских лучей Чтобы согласовать теоретическое рассмотрение с экспериментальными результатами, М. Планком было введено представление о квантовании энергии излучения. После безуспешных попыток вывести это представление из принципов классической физики, оно стало рассматриваться в качестве фундаментального принципа природы и было положено в основу новой физической теории — квантовой механики. [c.111]

Новая количественная характеристика элементов, определяющая их природу, была выявлена в 1913 г. английским физиком Мозли при исследовании характеристического спектра рентгеновских лучей. Такой характеристикой оказалась величина положительного заряда ядра атома. Выяснилось, что элементы в периодической системе размещаются в порядке возрастания величины заряда ядра эту характеристику стали называть порядковым номером элемента и обозначать Z. Все изотопы данного элемента независимо от их относительных [c.57]

Как известно из физики, все тела, встречающиеся в природе, могут излучать энергию различных видов. Носителями лучистой энергии являются электромагнитные колебания с длиной волн от долей микрометра (например, гамма-лучи, рентгеновские) до многих километров (например, радиоволны), распространяющиеся в вакууме со скоростью света (3-10 м/с). В общем случае интенсивность излучения зависит от природы тела, его температуры, состояния поверхности, длины волны, а у газов — также от давления и толщины слоя. Лучи с длиной волны в диапазоне 0,8— 800 мкм (инфракрасные), возникновение которых определяется температурой и оптическими свойствами излучающего тела, называются тепловыми, а явление их распространения — тепловым излучением. [c.304]

О природе рентгеновских лучей велись споры. Некоторые физики полагали, что они представляют собой поток материальных частиц, другие считали, что они аналогичны лучам обычного света. Лишь в 1913 г. Макс Лауэ (1879—1960), Вальтер Фридрих (1883—1968) и Пауль Книппинг (1883—1935) обнаружили дифракцию этих лучей при прохождении через кристаллы. Они подтвердили тем самым точку зрения о том, что рентгеновские лучи представляют собой коротковолновые световые лучи. Это открытие легло в основу рентгенографии (лауэграммы). [c.205]

В идее распада элементов он усмотрел угрозу периодическому закону, опирающемуся, по его мнению, иа представление о самобытных и самостоятельных химических элементах. Но и самим авторам новых открытий, новых гипотез и теорий, призванных революционизировать физику и химию и вообще все учение о веществе, вначале было еще не ясно, каким образом можно связать новые воззрения на изменчивость атомов и элементов с периодическим законом. В науке о веществе сложились в то время две совершенно обособленные линии развития одна — идущая от периодического закона (1869 г.), другая — от великих открытий физики конца XIX в. рентгеновских лучей, радиоактивности и электрона. Раскол науки, казалось бы, стал неизбежным. Раздвоение линии ее развития порождало явную смуту в умах самих ученых. Жизнь Менделеева оборвалась в самый разгар этой смуты (1907 г.). Но прошло всего несколько лет, и горизонт науки внезапно прояснился в 1913 г. обе линии научного развития слились, и периодический закон выступил как общий закон природы, охватывающий собою также и все новые научные открытия, вызвавшие революцию в физике. Оказалось, что прн радиоактивном распаде элементы, расположенные согласно периодической системе, как бы движутся по этой системе, меняют в ней в строго законо- мерной последовательности свои места, т. е. как бы передвигаются в ней с одного места на другое. Так был открыт известный закон сдвига , представляющий собой один из фундаментальных законов радиоактивных и вообще ядерных превращений. Закон сдвига есть не что иное, как тот - <е периодический закон, но только примененный к радиоактивным явлениям. С устаиовленнем этого закона, клетки в периодической системе, заключающие отдельные элементы, перестали рассматриваться как обладаюпше якобы совершеппо неподвижными, жесткими рамками, которые пе могут быть перейдены и служат лишь для отграничения одних элементов от других. Напротив, эти рамки оказались подвижными, а сами клетки предстали теперь как ступени общей лестницы развития химических элементов. [c.257]

Однако вопрос о том, какие силы обеспечивают создание строгоупорядоченных органических молекул, иными словами, какова природа валентности, все еще оставался нерешенным. Подходы к решению этого вопроса открылись в связи с научной революцией, происшедшей на рубеже века в физике. В результате открытия радиоактивности, электрона, рентгеновских лучей атом предстал перед исследователями уже не прежним неизменяемым и неделимым шариком , а сложной динамической системой, в которой большую роль играют электрические силы. В 19П г. Э. Резерфорд выдвинул модель атома в виде тяжелого положительно заряженного ядра и движущихся вокруг него легких электронов. Через два года Н. Бор дал математическую обработку этой модели. [c.38]

Большим преимуш,еством термодинамической обработки термохимических и тензиметрических данных является также возможность на основании измерений сравнительно небольшого числа энергетических характеристик раствора (интегральные теплоты растворения и разведения, теплоемкости, давления паров) вычислять более двадцати энергетических величин, отражающих различные стороны природы раствора и его компонентов. Сопоставление этих опирающихся на строгие законы термодинамики данных с результатами других физических и физико-химических методов изучения растворов и чистых жидкостей (спектроскопия, рассеяние света и рентгеновских лучей, ультразвук, ЯМР и т. д.) позволяет наиболее объективно оценивать структурные состояния исследуемых объектов, а также механизм процессов, сопровождающих изменен1гя концентраций и температуры. [c.33]

Академия наук СССР приступает к изданию избранных трудов выдающегося советского физика и организатора науки академика А. Ф. Иоффе. В первом томе собраны работы, посвященные механическим и электрическим свойствам кристаллов — их упругости, пластичности, прочности, механизму протекания тока через ионные кристаллы, связи между механическими и электрическими свойствами. А. Ф. Иоффе был поставлен и решен коренной вопрос, связанный с выявлением и объяснением противоречия между теоретической и реальной прочностью твердых тел. Выяснение роли дефектов и их влияния на прочность, проведенное на макрофизическом уровне, послужило основой для работ по микроскопической теории механических свойств твердых тел (пластичности, роли дислокаций и т. д.), а также по выяснению природы диффузии и самодиффузии в кристаллах. А. Ф. Иоффе был пионером приложения рентгеновских лучей к исследованию природы пластической деформации. В книгу включены работы А. Ф. Иоффе, ранее не публиковавшиеся на русском языке и относящиеся к охватываемым томом проблемам. Тому предпослана биографическая статья об А. Ф. Иоффе. Илл. 75, табл. 60, библ. назв. 138. [c.4]

Рентгеновские лучи впервые пробили брешь во внешней оболочке атома, положили этим начало новой эпохе открытий атомной физики и в ходе исторического развития привели к освобождению атомной энергии. Вскоре после открытия Рентгена был обнаружен электрон, сыгравший огромную роль в изучении вещества и познании электрической природы его строения. Вслед за рентгеновскими лучами были открыты явления радиактивности, а через два года супругами Кюри был получен радий. [c.317]

На протяжении десятилетия после открытия рентгеновских лучей ученые пытались получить дифракционную картину, пропуская эти лучи через очень узкую щель. Опыты показали, что если рентгеновские лучи подобны обычному свету, то они должны иметь длину волны порядка 1 А, а это значит, что длина их волны должна быть равна приблизительно 1/5000 длины волны видимого света. Тогда же немецкий физик Макс Лауэ (1879—1960) высказал предположение, что кристаллы, в которых атомы образуют правильную решетку с межатомными расстояниями порядка 300.пм, можно использовать для того, чтобы вызвать дифракцию рентгеновских лучей. Такой опыт сразу же был поставлен двумя физиками экспериментаторами — В. Фридрихом и П.Книппингомг, которые использовали кристалл пентагидрата сульфата меди (медного купороса). Через такой кристалл, вокруг которого были помещены фотографические пластинки, пропускали узкий пучок рентгеновских лучей, источником которых служила рентгеновская трубка. Было обнаружено, что на фотопластинке, расположенной за кристаллом, возникает черное пятно в том месте, куда падает прямой пучок рентгеновских лучей, а кроме того, образуется целый ряд других пятен, указывающих на преимущественное рассеяние пучка рентгеновских лучей в определенных направлениях, соответствующих максимумам дифракции. Этот опыт сразу же показал, что рентгеновские лучи аналогичны свету они имеют волновую природу, а длина волны лучей, образующихся в той рентгеновской трубке, которую применяли в данном опыте, была порядка 1 А. [c.70]

Исследования в области рентгеновской спектроскопии, получившие большое развитие сразу же после открытия явления диффракции рентгеновских лучей в кристаллах, как известно, сыграли выдаюш уюся роль в создании современной теории атома. Уже в первые годы физики, работавшие в этой области, накопили большой экспериментальный материал, касающийся величин длин волн и относительной интенсивности линий рентгеновских спектров большинства химических элементов, и установили в высшей степени интересные и важные закономерности. Их объяснение, так же как и возможность создания на базе новых теоретических представлений рациональной систематики линий рентгеновского снектра, являлось одним из паиболее крупных успехов теории атома. Только после этого и особенно после успешного внедрения в 30-х годах нашего столетия в практику светосильных рентгеновских спектрографов с изогнутым кристаллом стало возможным использование рентгеновской спектроскопии в химии. При помощи этого нового аналитического метода были впервые обнаружены и охарактеризованы некоторые, до тех пор неизвестные химические элементы — рений и гафний, существование которых в природе было предсказано Д. И. Менделеевым. [c.201]

Выше мы видели, что свет в классической физике рассматривается как волновое явление, однако он имеет также и корпускулярную природу. И наоборот, электроны, кроме корпускулярных, обнаруживают также и волновые свойства. Так, Дависсону и Гермеру (1927) удалось показать, что электроны могут отклоняться кристаллической решеткой аналогично рентгеновским лучам (подробнее см. разд. 6.4.1). Еще раньше де Бройль (1925) обобщил уравнение Эйнштейна [c.31]

Гамма-лучи имеютту же природу, как световые или рентгеновские лучи, отличаясь от них гораздо меньшими длинами волн. С точки зрения классической физики—это электромагнитное излучение, распространяющееся в пустоте с постоянной скоростью с = 2,988-10 см/сек, равной скорости света. С точки зрения квантовой физики — это поток фотонов (квантов света), имеющих энергию Е = Ь, где v частота колебаний и А = 6,624 [c.149]

После открытия электронной структуры вещества, рентгеновских лучей и появления квантовой теории строения, в связи с успехами, достигнутыми в области спектроскопии, термодинамики и статистической механики, удалось объяснить интересные магнитные и спектральные свойства редкоземельных элементов и установить причину идентичности их химических свойств. Именно сведения о природе редкоземельных элементбв и являются одним из важнейших достижений современной теории строения вещества, причем интересно отметить, что эти достижения базируются на экспериментальном материале, полученном как физиками, так и химиками. Существенно указать также, что здесь, как и в других отраслях науки, открытия, предсказанные теорией, дают наибольшее удовлетворение ученому и одновременно оказываются самыми важными и для практиков. [c.33]

Своим развитием в текущем столетии химия очень многим обязана успехам современной физики. Изучение поглощения света и диффракции рентгеновских лучей электронным облаком стали мощным оружием в руках химика. В развитие ядерпой физики химики-органики внесли небольшой и в основном технолопхческий вклад, но теперь, когда ядерная энергия находит столь эффектное и полезное и вредное применение, нас это касается даже несколько больше, чем других. Однако оказывается, что ионные ускорители и ядерные реакторы могут снабжать нас искусственными изотопами, в особенности радиоактивными, которые в них получаются в качестве побочных продутов оказывается также, что физические приборы, например счетчик Гейгера—Мюллера и электрометр, позволяют измерять относительное количество радиоактивных изотопов, когда они находятся в смеси с устойчивыми изотопами. С дрз гой стороны, масс-снектрография развилась из средства для простой демонстрации того факта, что большинство элементов в природе является смесью изотопов, до точного метода количественного анализа смесей, соде])жащих ядра с различной массой. Благодаря этим приборам, которые непрерывно совершенствуются, измерение изотопного состава становится обычным в лабораторной практике. [c.262]