Номер 1, страница 135 - гдз по физике 11 класс учебник Башарулы, Шункеев

1. Каков приблизительно диапазон длин воли рентгеновского излучения? Каковы основные свойства рентгеновского излучения?

1. Рентгеновское излучение — это электромагнитное излучение, занимающее в шкале электромагнитных волн область между ультрафиолетовым излучением и гамма-излучением. Его длины волн лежат в диапазоне приблизительно от $10^{-12}$ до $10^{-8}$ метра (от 0,01 до 10 нанометров).

Основные свойства рентгеновского излучения:

1. Высокая проникающая способность: рентгеновские лучи могут проходить сквозь материалы, непрозрачные для видимого света. Степень поглощения зависит от плотности вещества и энергии излучения. Это свойство используется в медицине (рентгенография) и дефектоскопии.

2. Ионизирующая способность: обладая высокой энергией, рентгеновские кванты способны ионизировать атомы и молекулы вещества, то есть выбивать из них электроны. Это свойство обуславливает их биологическое действие и применение в лучевой терапии.

3. Способность вызывать люминесценцию (свечение): некоторые вещества (люминофоры) начинают светиться под действием рентгеновских лучей. Это используется в усиливающих экранах и детекторах излучения.

4. Фотохимическое действие: рентгеновские лучи, подобно видимому свету, засвечивают фотопленку, что исторически было первым способом их регистрации.

5. Волновые свойства: для рентгеновского излучения характерны явления дифракции и интерференции, которые, однако, проявляются на структурах с периодом, сравнимым с длиной волны (например, на кристаллических решетках). Рентгеноструктурный анализ, основанный на дифракции рентгеновских лучей, является мощным методом исследования строения вещества.

6. Распространение по прямой и отсутствие отклонения в электрических и магнитных полях: это доказывает, что рентгеновские лучи не несут электрического заряда и являются потоком фотонов, а не заряженных частиц.

Ответ: Диапазон длин волн рентгеновского излучения составляет примерно от $10^{-12}$ м до $10^{-8}$ м. Его основные свойства — высокая проникающая и ионизирующая способность, способность вызывать люминесценцию и фотохимические реакции, а также волновые свойства (например, дифракция).

2. По своей природе рентгеновское излучение является электромагнитными волнами высокой частоты и энергии. Оно представляет собой поток фотонов, энергия которых значительно превышает энергию фотонов видимого света. Рентгеновское излучение находится в электромагнитном спектре между ультрафиолетовым и гамма-излучением.

Существует два основных механизма возникновения рентгеновского излучения:

1. Тормозное излучение (от нем. Bremsstrahlung): возникает при резком замедлении (торможении) быстрых заряженных частиц, как правило, электронов, в электрическом поле атомных ядер вещества-мишени (анода). Когда разогнанный электрон пролетает вблизи ядра, он отклоняется от своей траектории и теряет часть своей кинетической энергии. Эта потерянная энергия излучается в виде кванта рентгеновского излучения — фотона. Поскольку степень торможения может быть разной, тормозное излучение имеет непрерывный (сплошной) спектр, ограниченный со стороны коротких волн минимальной длиной волны $\lambda_{min}$, которая определяется полной энергией электрона: $\lambda_{min} = \frac{hc}{E_k}$, где $E_k$ — кинетическая энергия электрона, $h$ - постоянная Планка, $c$ - скорость света.

2. Характеристическое излучение: возникает, когда быстрый электрон при столкновении с атомом мишени выбивает электрон с одной из внутренних электронных оболочек атома (например, K- или L-оболочки). На освободившееся место (вакансию) переходит электрон с одной из вышележащих, более удаленных от ядра оболочек. Этот переход сопровождается испусканием рентгеновского фотона, энергия которого строго определена и равна разности энергий электрона в начальном и конечном состояниях. В результате возникает линейчатый спектр, состоящий из отдельных линий, положение которых уникально (характерно) для каждого химического элемента.

Ответ: Рентгеновское излучение — это высокоэнергетическое электромагнитное излучение. Оно возникает либо в результате торможения быстрых электронов в веществе (тормозное излучение со сплошным спектром), либо при переходах электронов на внутренние электронные оболочки в атомах (характеристическое излучение с линейчатым спектром).