Рентген сәулелерінің дифракциясы

1) Ұйымдастыру кезеңі

Мұғалім сәлемдескеннен кейін оқушылардың сабаққа дайындығын тексеріп, сабақта жоқ оқушыларды анықтайды.

2) Үй тапсырмасын тексеру: «Еске түсіру» сайысы

Бұл кезеңде топтар арасында шапшаңдық пен нақтылық талап етіледі. Төмендегі сұрақтар арқылы негізгі ұғымдар еске түсіріледі.

• 1) 1888 жылы электромагниттік толқындар арқылы алыс қашықтыққа сигнал жеткізу туралы ғылыми болжам ұсынған ғалым?

  Александр Степанович Попов.

• 2) Интерференция дегеніміз не?

  Бір немесе бірнеше толқынның қосылуы нәтижесінде кеңістіктің әр нүктесінде қорытқы тербеліс амплитудасы уақыт бойынша тұрақты таралатын құбылыс.

• 3) Электромагниттік толқын дегеніміз не?

  Вакуумда немесе кез келген ортада электромагниттік өрістің таралуы.

• 4) Жарық күші қандай бірлікпен өлшенеді?

  Канделла.

• 5) 1900 жылы жылулық сәулеленуді түсіндірудегі қиындықты еңсеруге жол ашқан ғалым?

  Макс Планк. (Түпнұсқада Кеплер деп көрсетілген, бірақ тарихи тұрғыдан дұрыс жауап — Планк.)

• 6) Өте ұсақ заттарды зерттеуге арналған қарапайым құралдар?

  Лупа, линза.

• 7) Дыбыс жылдамдығы (ауада) шамамен қаншаға тең?

  Шамамен 300 м/с.

• 8) Дифракция дегеніміз не?

  Толқындардың бөгеттерді орағытып өтуі және саңылаудан өткенде таралуы.

• 9) Жарықтың қандай түрлері бар?

  Табиғи және жасанды.

• 10) Тербеліс дегеніміз не? Оны сипаттайтын шамалар?

  Белгілі бір уақыттан кейін қайталанып отыратын процесс. Негізгі шамалар: период, жиілік, амплитуда, фаза және т.б.

• 11) Тербеліс амплитудасы дегеніміз не?

  Тербеліс кезіндегі ең үлкен ауытқу.

• 12) Жарық жылдамдығы шамамен қанша?

  Шамамен 300 000 км/с (яғни 3·10⁸ м/с).

• 13) Радионы алғаш ойлап тапқан кім?

  А. С. Попов (оқу бағдарламалары контекстінде жиі осылай беріледі).

• 14) 1831 жылы электромагниттік индукция құбылысын ашқан ғалым?

  Майкл Фарадей (1791–1867).

• 15) Оптикалық аспаптарға нелер жатады?

  Лупа, линза, микроскоп, телескоп және т.б.

• 16) Спектр дегеніміз не? Оның түрлері?

  Спектр — сәулеленудің (немесе жарықтың) құрамдас бөліктерге жіктелген көрінісі. Түрлері: үздіксіз, сызықтық, жолақ және т.б.

• 17) Толқын ұзындығының формуласы

  λ = v / ν (немесе λ = v·T).

• 18) Тербеліс периодының формуласы

  T = 1 / ν.

• 19) Линзаның оптикалық күшінің формуласы

  D = 1 / f (f — метрмен).

• 20) Тербеліс жиілігінің формуласы

  ν = 1 / T.

Қолданылуы: медицинадағы маңызы

Рентген сәулелерінің жұтылу дәрежесі заттың тығыздығына пропорционал. Сондықтан рентген сәулелерінің көмегімен адамның ішкі ағзаларының бейнесін алуға болады: суретте қаңқа сүйектері мен жұмсақ тіндердің өзгерістері айқын ажыратылады.

Ашылу тарихы

Рентген сәулелерін 1895 жылы неміс физигі Вильгельм Конрад Рентген ашты. Ол газ-разрядтық түтіктермен тәжірибе жүргізе отырып, сол кезеңде «катод сәулелері» деп аталған жылдам электрондар ағынын зерттеген.

Рентген тәжірибе барысында фотопластинаның қара қағазға ораулы тұрғанына қарамастан, разрядтық түтікке жақын жерде ағарып қалғанын байқайды. Бұдан кейін барий платинацианидімен сіңірілген экранның да түтік жұмыс істегенде жарқырайтыны анықталады.

Кейінгі тәжірибелер рентген сәулелері жылдам электрондар қандай да бір кедергіде (мысалы, металлда немесе шыны қабырғасында) кенет тежелген кезде пайда болатынын көрсетті.

Негізгі қасиеттері

• Фотопластинаға әсер етеді және бейне алуға мүмкіндік береді.

• Ауаны иондайды, яғни зарядталған бөлшектердің пайда болуына әкеледі.

• Көптеген заттардан айтарлықтай шағылмайды және сынбайды.

• Электромагниттік өріс олардың таралу бағытына елеулі әсер етпейді.

Дифракциясы және толқын ұзындығы

Рентген сәулелерінің толқын ұзындығы көрінетін жарық пен ультракүлгін сәулелерге қарағанда әлдеқайда кіші. Электрондардың энергиясы артқан сайын, сәуленің толқын ұзындығы да қысқара береді.

Егер рентген сәулелері электромагниттік толқындар болса, онда толқындарға тән құбылыс — дифракция — байқалуы тиіс. Алғашқы тәжірибелерде қорғасын пластинадағы өте жіңішке саңылаудан өткізгенде айқын дифракциялық көрініс байқалмаған.

Кристалдардың периодты құрылымы бар: атомдар арасындағы арақашықтық шамамен атом өлшемдерімен шамалас. Осы қасиет рентген сәулелерін кристалл арқылы өткізгенде дифракцияны бақылауға мүмкіндік береді және олардың толқындық табиғатын дәлелдеудің негізгі жолдарының біріне айналды.