Rentgen nurlari

Рентген нурлари — зарядланган зарралар ёки фотонларнинг муҳитни ташкил этувчи атомлари билан ўзаро таъсирлашишлари натижасида вужудга келувчи электромагнит нурланиш. Уларнинг тўлқин узунликлари ЙУ"14 м дан 10 ~7м гача бўлган қийматларга тенг бўлиши мумкин. Рентген нурларини 1895-йилда В. К. Рентген кашф қилган. Рентген бу нурларни Х нурлар деб атаган (ҳозирги вақтгача ҳам айрим мамлакатларда Х нурлар дейилади). Улар катта тезликдаги электронларнинг моддада тормозланиши натижасида пайдо бўлади. Рентген нурлари амалда рентген трубкаси ёрдамида ҳосил қилинади.

Рентген нурлари кашф қилингач, уларнинг табиатини узок, вақтгача аниқлаш қийин бўлган. Чунки Рентген нурлари электр ёки магнит майдони таъсирида ўз йўналишини ўзгартирмайди, тўлқин узунлиги кисқалигидан тўлқин хусусиятини (Мас, дифраксиясини) ўрганиш, исботлаш қийин бўлган. 1912-йилда немис физиги М. Лауэ ва унинг шогирдлари кристаллдан Рентген нурлари ўтганида рентген нурлари дифраксияси содир бўлишини кашф қилдилар. Электрон анод моддасига келиб урилганда, ўз энергиясининг маълум қисмини Рентген нурларини ҳосил бўлишига сарфлайди. Потенсиаллар айирмаси У бўлган электр майдонидан ўтган электроннинг кинетик энергияси эУ = ^С— бўлади, бунда э — электрон заряди, В — унинг эришган тезлиги. Агар урилиш жараёнида электрон қаттиқ тормозланиб ўз тезлигини нолгача камайтирса, унинг туда кинетик энергияси Рентген нурларининг энергиясига айланади, яъни = ҳв ёки мах ҳc/эУ; бунда Х—Рентген нурларининг тўлқин узунлиги, в — нурланаётган электромагнит тўлқин частотаси, ҳ— Планк доимийси, c — ёруғлик тезлиги. Демак, потенсиаллар айирмаси қанча катта бўлса, Рентген нурларининг тўлқин узунлиги шунча қисқа бўлади. Тўлқин узунлиги жуда қисқа Рентген нурлари қаттиқ Р. н,. дейилади. Одатда, рентген трубкаларига 50 кВ гача кучланиш берилади. Бундай потенсиаллар фарқидан ўтган электрон 0,4 c га яқин тезликка эришади. Бетатронда электронларга жуда катта тезлик берилиши мумкин. Бетатронда тезлатилган электронлар дастасини бирор қаттиқ нишонга юбориб, жуда қисқа тўлқин узунликли Рентген нурлари ҳосил қилинади. Тўлқин узунлиги қанчалик қисқа бўлса, нурлар моддада шунчалик кам ютилади. Шунинг учун бетатронда юзага келган Рентген нурлари, айниқса, катта ўтувчанлик қобилиятига эга бўлади.

Электронлар тезлиги етарлича даражада катта бўлганида электронларнинг тормозланиши натижасида юзага келган нурланишдан ташқари, ҳарактеристик нурланиш, яъни анод атомларининг ички электрон крбикларининг уйғониши натижасида вужудга келадиган нурланиш ҳам кузатила бошлайди.

Рентген нурларининг оптик хусусиятларида ёруғликнинг барча хусусиятларига ўхшаш синиш ва қайтиш, қутбланиш ва дифраксия каби ҳодисалар кузатилади. У ёруғликнинг ютилишига ўхшаш қонунга бўйсунади, яъни 1=1^", бунда 10 — ютувчи қатламга келаётган Рентген нурлари интенсивлиги, 1х қатламдан ўтган Рентген нурлари интенсивлиги, (и. — Рентген нурлари интенсивлигининг сусайиш коэффициента. Рентген нурлари интенсивлигининг сусайишида, уларнинг моддадаги кучли боғланган электронлар (яъни атом ички қобиғидаги электронлар)да, когерент сочилиши, шунингдек, ташқи кучсиз боғланган электронларда когеренциз сочилиши (Комптон ҳодисаси) ва фотоэлектр ютилиши муҳимдир. Рентген нурлари нинг ютилиш спектрлари атом электрон қобиғининг энергетик сатх/иап структурасини аниқлашда қўлланилади. Рентген нурларининг моддада ютилиш коэффициенти ёруғлик ютилиши коэффициентига нисбатан кичик. Шу туфайли Рентген нурлари турли моддалардан осонгина ўта олади.

Рентген нурлари кўзга кўринмайди, уларни қайд қилиш учун махсус усуллар (фотография, ионлаш) ишлаб чиқарилган. Фотография усулида Рентген нурлари фақатгина қайд қилиниб қолмасдан, уларнинг интенсивлиги ҳам аниқланади. Лекин бу усул билан Рентген нурлари интенсивлигини ўлчашдаги хатолик ионлаш усули билан ўлчашга нисбатан каттадир. Ионлаш усули Рентген нурлари таъсирида моддадан чиққан электронларнинг газни ионлаштиришни ўлчашга асосланган. Бундай ионлашган газдан ўтаётган ток кучи (газда маълум потенсиаллар айирмаси мавжуд бўлганда) Рентген нурлари интенсивлигига тўғри пропорсионал.

Рентген нурлари фан ва техниканинг кўпгина соҳаларида кенг қўлланилади. Улар ёрдамида атом молекулалар тузилиши ва кристалларнинг структураси ўрганилади. Рентген нурларидан тиббиёт, биология, қ. ҳ. ва бошқа соҳаларда кенг фойдаланилади.