Што е X-зраците врз една?

Оваа статија опишува такво нешто како Х-зраците. Тој објаснува физичката основа на овој феномен и неговата примена.

технологија за развој на нови материјали

Иновации, нанотехнологијата - тренд на современиот свет. Вести полни со извештаи за револуционерните нови материјали. Но, малкумина знаат што е огромна истражување научниците апарат треба да се создаде барем мал подобрување на постојните технологии. Една од основните феномени кои им помагаат на луѓето во него, - X-зраците.

електромагнетно зрачење

За да започнете, треба да се појасни дека таквите електромагнетно зрачење. Секое движење обвинет тело создава околу себе електромагнетно поле. Овие полиња се осветлуваат сите околу себе, па дури и вакуумот на просторот длабоко не е слободен од нив. Ако во таква област, периодични нарушувања, кои се способни за размножување во вселената, тие се нарекуваат електромагнетно зрачење. Се користи за да се опише концепти како што се бранова должина, фреквенција и енергија. Што енергија интуитивно јасно, и на бранова должина - растојание помеѓу идентични фази (на пример, помеѓу две соседни врвови). На високото бранова должина (а со тоа и фреквенција), толку помалку енергија. Потсетиме, овие концепти потребни за да се опише она што на Х-зраци на кратко и јасно.

електромагнетниот спектар

Сите различни електромагнетни зраци се вклопува на посебна скала. Во зависност од брановата должина, се разликуваат (од најдолгата до најкратката):

• радио бранови;
• terahertz бран;
• инфрацрвени бранови;
• видливи бранова должина;
• ултравиолетови бранова должина;
• X-зраци бранова должина;
• гама зрачење.

Така, ние сме заинтересирани за зрачење има многу мала бранова должина и најголем енергетски (така што понекогаш се нарекува тешко). Значи, доаѓаме до опис на она што на Х-зраци дифракција.

Потеклото на Х-зраци

На повисок зрачење на енергија, толку потешко е да го добие вештачки. Ширење на огнот, човек добива многу инфрацрвена радијација, затоа што тоа е кога ги пренесува топлина. Но, тоа имаше Х-зраците на просторната структура, тоа е потребно многу напорна работа. Значи, овој вид на електромагнетно зрачење е пуштен на слобода, ако нокаутирам еден електрон од школка на атомот, што е блиску до јадрото. Електроните се наоѓаат погоре, бараат да се пополни дупката, нивните транзиции и да се обезбеди на Х-зраци фотони. Исто така под висока кочење од наелектризирани честички има тежински (на пример, електрони) произведени од страна на овие високо енергетски зраци. Така, Х-зраци дифракција на кристалната решетка е придружена со трошоците на доволно голема количина на енергија.

Во индустриски размери, ова зрачење се како што следува:

1. Катод емитира електрони со висока енергија.
2. Електронски соочува со анодна материјал.
3. Електронска драматично го успорува (испушта х-зраци).
4. Во друг случај, на електрони чука забавување на честички со ниска орбита на атомот на анодна материјал, што, исто така, генерира Х-зраци.

Исто така потребно е да се разбере дека, како и секој друг електромагнетното зрачење во Х-зраци има свои граници. Тоа оди ова зрачење се користи доволно во голема мера. Секој знае дека скршеница или формирање во белите дробови е во потрага со помош на Х-зраци.

кристална структура

Сега имаме дојде блиску до она што е метод на Х-зраците. За да го направите ова, објасни структурата на солиден. Во науката, солидна тело се нарекува супстанција во кристална состојба. Дрво, глина или стакло солидна, но тие немаат главната работа: периодична структура. Но кристали имаат оваа неверојатна сопственост. Самото име на овој феномен ја содржи својата суштина. Прво што треба да се разбере дека во кристално атоми се фиксни цврсто. Контакт меѓу нив имаат одреден степен на еластичност, но тие се премногу силна, така што атомите може да се движи во рамките на решетка. Ваквите епизоди се е можно, но со многу силна надворешно влијание. На пример, ако метал кристално да се наведнуваат, се формираат во точка недостатоците на различни видови: во некои места атом го напушта своето место, формирање позиција, во други - тоа се движи во погрешна позиција, формирање на воведувањето дефект. Во пати кристално губи својата тенок кристална структура, тоа е многу оштетена, лабава. Затоа, клип, со што уште unbent, тоа е подобро да се користи, како метал загубија своите својства.

Ако атоми се строго фиксиран, тие не може да се постави во однос на друг, по случаен избор, како и во течности. Тие мора да се организираат за да се намали енергијата на нивната интеракција. Така, на атоми се наредени во решетка. Во секоја од низи се претстави со минимален пакет на атоми наредени во посебен начин во просторот, - единица клетка на кристал. Ако сето тоа се емитува, тоа е, да се комбинираат на работ со едни со други со поместување во било кој правец, ние се добие целата кристал. Сепак, тоа е вреди да се запомни дека ова е - модел. Вистински кристално има недостатоци, и целосно точен превод е речиси невозможно да се постигне. Модерни елементи силикон меморија се блиску до идеален кристали. Сепак, нивното производство бара огромни количини на енергија и други ресурси. Во лабораторија, научници се посветени на структурите на различни видови, но како по правило, трошоците за создавање на нив е премногу голем. Но, да претпоставиме дека сите кристали се идеални, во било која насока истите атоми ќе се наоѓа на исто растојание едни од други. Ваквата структура се нарекува решетки.

Истражувањето на структурата на кристали

Тоа се должи на овој факт може да биде X-зраците врз кристали. На периодични структура на кристали создава во нив некои од на рамнината во која повеќе атоми отколку во други насоки. Понекогаш овие се дадени решетки рамнина на симетрија, понекогаш - меѓусебните уредување на атоми. Секој авион е доделен ознака. Растојание меѓу авионите е многу мала: од редот на неколку ангстреми (потсетиме ангстреми - е 10 ^-10 m или 0,1 нанометри).

Сепак, авиони во една насока во која било вистинска кристал, дури и многу мал број. Х-зраци како метод го користи овој факт: сите бранови што ја променија насоката на авиони во една насока, се сумира, давајќи им на излезниот сигнал е доволно јасно. Така што научниците може да дознаам што области се наоѓа во рамките на кристално овие авиони, и се суди на внатрешната структура на кристалната структура. Меѓутоа, само на податоци не е доволно. Во прилог на аголот на наклон, треба да се знае растојанието помеѓу авиони. Без него, можете да добиете илјадници различни модели на структурата, но не се знае точниот одговор. За тоа како научниците учат за растојанието помеѓу авиони ќе се дискутира подолу.

дифракција феномен

Ние веќе со оглед на физичката основа на она што на Х-зраците на просторни решетки од кристали. Сепак, ние се уште не се објасни суштината на феноменот на дифракција. Така, дифракција - на свиткување на бранови (вклучувајќи и електромагнетни) пречки. Овој феномен се чини дека е кршење на законите на линеарни оптика, но тоа не е. Таа е тесно поврзана со пречки и својства на бранот, како фотони. Ако патот на светлината е во вредност пречка, бидејќи на дифракција на фотони може да се "гледаат" зад аголот. Колку да се отстапува од правец на светлината размножување директно зависи од големината на опструкции. Колку е помала пречка, помалите треба да биде должината на електромагнетни бранови. Тоа е причината зошто на Х-зраци на еден кристали со користење на таквото кратки бранови должини: растојанието меѓу авионите е многу мал, оптички фотони, едноставно, не се "добие преку" меѓу нив, и само што се гледа од површината.

Таков поим е точно, но се смета дека е премногу тесен во модерната наука. Да ја прошири својата дефиниција, како и општо познавање присутни методи манифестации дифракција на бранови.

1. Промени во структурата на просторот бран. На пример, на аголот на ширење на бранот на ширење зрак или отстапување од бран број на бранови во некој одреден правец. Тоа е на оваа класа на феномени поврзани виткање на брановите на пречки.
2. Проширување бранови во спектарот.
3. Менување на поларизација на бранови.
4. Конверзија фаза бран структура.

Феноменот на дифракција, заедно со мешање одговорни за фактот дека во насока на светлосните зраци на тесен јазот зад тоа што го гледаме не еден, туку неколку лесни издигнувања. Подалеку најмногу од средината на јазот, повисока цел. Исто така, кога правилна формулација експеримент сенка на конвенционалните шиење игла (природно тенка) е поделен на повеќе бендови, каде игла точно забележа максимална светлина, а не на минимум.

Формула Браг

Ние веќе споменавме дека конечниот сигнал се додадени од сите x-зраци фотони кои се гледа од авиони со истата патека во рамките на кристал. Но, токму пресметано структура им овозможува на уште еден важен односот. Без него ќе бидат бескорисни Х-зраците. Бранд формула изгледа вака: 2dsinƟ = nλ. Тука, d - растојанието помеѓу авиони со истиот агол на наклон, θ - агол се лизга (агол на Браг), или на аголот на инциденца во однос на рамнината, n - од редот на врвот на дифракција, λ - бранова должина. Бидејќи тоа се знае точно како се користи рентген спектар за стекнување на податоци и аголот на кој светлината паѓа е, оваа формула овозможува да се пресмета вредноста на d. Малку погоре рековме дека без оваа информации точно да се добие на структурата на материјата е невозможно.

Модерна употреба на X-зраците врз прашок

Се поставува прашањето: во кои случаи треба оваа анализа, научниците не се навистина се истражени сите светски структура, а можеби и главно во производството на нови супстанции не се однесуваат на луѓето, каков вид на резултатите што ќе? Четири одговори.

1. Да, знаеме нашата планета е доволно добро. Но, секоја година има нови минерали. Понекогаш тие дури и укажуваат на структурата не ќе работат без Х-зраци.
2. Многу научници се обидуваат да се подобри својства на постоечките материјали. Овие супстанции се подложени на различни видови на третман (притисок, температура, ласери и слично. D.). Понекогаш во нивната структура да додадете или отстраните елементи од него. Се разбере она што се одржа внатрешна реструктуирање во исто време, ќе рентген дифракција на кристали.
3. За некои апликации (на пример, за ласерски активни медиуми, мемориски картички, оптички елементи на системот на набљудување) кристали мора точно да се приспособат. Затоа, нивната структура се тестираат со користење на овој метод.
4. Х-зраци - ова е единствениот начин да се дознае колку и што се случи во фазите на синтеза во multicomponent системи. Примери за такви системи може да послужи како елементи на модерната керамички технологија. Присуството на несакани фази може да предизвика сериозни последици.

простор активности

Многу луѓе го праша: "Зошто ние имаме огромна опсерваторија кои орбитираат околу Земјата, зошто не ни треба на роверот, ако човештвото се уште не ги реши проблемите на сиромаштијата и војна?"

Секој може да се најдат нивните аргументи "за" и "против", но очигледно е дека човештвото мора да биде сон.

Затоа, гледајќи во ѕвездите, ние сега може да се каже со сигурност дека знаеме за нив се повеќе и повеќе секој ден.

Х-зраци на процесите кои се случуваат во простор, не стигнат до површината на нашата планета, тие се апсорбираат од атмосферата. Но, овој дел од електромагнетниот спектар има многу податоци за високо-енергетски феномени. Затоа, алатки, проучување х-зраци, треба да се стави надвор од Земјата орбита. Постојните станица во моментов студираат на следниве ставки:

• остатоци од супернова експлозии;
• центрите на галаксиите;
• неутронски ѕвезди;
• црни дупки;
• судир на масивни објекти (галаксии, групи на галаксии).

Изненадувачки, за различни проекти пристап до овие станици е на располагање на студентите, па дури и учениците. Тие учат доаѓаат од длабоката вселена на рентген зраци: дифракција, пречки, спектарот стана предмет на нивниот интерес. И некои многу млади корисници на вселенски набљудувања направи откритија. Прецизен читателот може да, се разбира, тврдат дека тие имаат нешто има само време слики во висока резолуција за да се разгледа и да се забележи суптилни детали. И, се разбира, важноста на ова откритие, како по правило, само што разбираат сериозни астроном. Но, таквите случаи се инспирираат младите луѓе да се осигура дека се посвети својот живот на истражување на вселената. И оваа цел е вреди да се следат.

Значи, за да се постигне Vilgelma Konrada Рентген откриени пристап до ѕвездени знаење и можности за освојување на другите планети.