Объясните, пожалуйста, что такое тормозное рентегеновское излучение?

Для объяснения свойств теплового излучения пришлось ввести представление об испускании электромагнитного излучения порциями (квантами) . Квантовая природа излучения подтверждается также существованием коротковолновой границы тормозного рентгеновского спектра.

Рентгеновское излучение возникает при бомбардировке твердых мишеней быстрыми электронами (рис. 2.6) Здесь анод выполнен из W, Mo, Cu, Pt – тяжелых тугоплавких или с высоким коэффициентом теплопроводности металлов.

Рис. 2.6
Только 1–3 % энергии электронов идет на излучение, остальная часть выделяется на аноде в виде тепла, поэтому аноды охлаждают водой.

Попав в вещество анода, электроны испытывают сильное торможение и становятся источником электромагнитных волн (рентгеновских лучей) .

Начальная скорость электрона при попадании на анод определяется по формуле:

,

где U – ускоряющее напряжение.

>Заметное излучение наблюдается лишь при резком торможении быстрых электронов, начиная с U ~ 50 кВ, при этом (с – скорость света) . В индукционных ускорителях электронов – бетатронах, электроны приобретают энергию до 50 МэВ, = 0,99995 с. Направив такие электроны на твердую мишень, получим рентгеновское излучение с малой длиной волны. Это излучение обладает большой проникающей способностью.

Согласно классической электродинамике при торможении электрона должны возникать излучения всех длин волн от нуля до бесконечности. Длина волны, на которую приходится максимум мощности излучения, должна уменьшиться по мере увеличения скорости электронов, что в основном подтверждается на опыте (рис. 2.7).

Рис. 2.7
Однако есть принципиальное отличие от классической теории: нулевые распределения мощности не идут к началу координат, а обрываются при конечных значениях – это и есть коротковолновая граница рентгеновского спектра.

Экспериментально установлено, что .

Существование коротковолновой границы непосредственно вытекает из квантовой природы излучения. Действительно, если излучение возникает за счёт энергии, теряемой электроном при торможении, то энергия кванта не может превысить энергию электрона eU, т. е. , отсюда или .

В данном эксперименте можно определить постоянную Планка h. Из всех методов определения постоянной Планка метод, основанный на измерении коротковолновой границы тормозного рентгеновского спектра, является самым точным.

Всё очень просто - если электрон, разогнанный до энергии всего-то 25-50 кЭв сходу налетает на атом, привязанный к кристаллической решётке - он почти мгновенно останавливается. И излучает часть энергии (не переданную атому, удар-то неупругий) в виде рентгеновского кванта.. .
Тормозное излучение (по этой причине) отличают от характеристического, которое излучает атом, получивший энергию от налетевшего электрона, И излучает в соответствии с возможным для него спектром, вследствие перехода электронов уже АТОМА с уровня на уровень

Эти излучения отличаются тем, что тормозное имеет непрерывный спектр (энергии зависит от конкретного удара и случайны)
А характеристическое - 1, много - две линии, характерные для вещества анода рентгеновской трубки.

В советские времена была легенда, что кинескопы телевизоров излучают радиацию именно по этой причине - электроны внутри кинескопа при попадании на экран тормозятся и дают рентгеновские лучи, из-за этого надо сидеть не менее 2 метра от телевизора.. .