Vijesti

Mogu li žarulje sa žarnom niti proizvoditi rendgenske zrake?

2024-01-05 18:05:21

Mogu li žarulje sa žarnom niti proizvoditi rendgenske zrake?

Oktobar 15, 2020

Princip žarulje sa žarnom niti je da dodaje struju volframova žica, što je ekvivalentno davanju određene količine energije volframskoj žici. Ovaj dio energije će se transformirati u unutrašnju energiju, koja je općenito poznata kao toplina. U procesu u kojem se većina topline oslobađa prema van u infracrvenom zračenju, bit će mala količina svjetlosnog zračenja. Zatim, kako se data energija (napon i struja) povećava, može li energija zračena prema van nastaviti da se kreće u smjeru visoke energije i konačno dosegne područje rendgenskih zraka? Ovo nije moguće. Razlog je taj što ako je energija veća, volfram sam po sebi nije dovoljno stabilan, te će veliki broj elektrona postati vrući elektroni i emitirati se. Termionska emisija se odnosi na povećanje kinetičke energije elektrona u čvrstoj tvari zagrijavanjem, tako da neki od elektrona imaju kinetičku energiju koja je dovoljno velika da savlada površinsku barijeru i pobjegne iz tijela i formira emisiju elektrona. Energija se troši na ovaj način, a rendgenski zraci veće energije neće se proizvoditi. Ali zašto je blizu? Zato što rendgenska cijev koja stvara rendgenske zrake koristi strukturu vrlo sličnu onoj od žarulje sa žarnom niti. Primjena napona i struje na volframovu žicu proizvodi veliku količinu termoionske emisije, a zatim bombardira ciljni materijal kako bi stvorio X-zrake. Drugim riječima, u vašoj mašti, trebate dodati još jednu volframovu žicu, a zatim povećati napon za 5 do 50 puta (to jest, desetine hiljada volti do stotine hiljada volti) da biste emitovali X-zrake. Dio sa žarnom niti možete shvatiti kao žarulju sa žarnom niti (zaista slično volframskoj niti u vakuumskom okruženju). Elektroni koje emituje filament udaraju u metalnu metu anode (obično volfram, što se može shvatiti kao filament druge žarulje sa žarnom niti), a rendgenske zrake će se emitovati.

Čista bijela ravna žica od volframovih vlakana

Volframova žica pod naponom proizvodi mnogo elektrona, a bombardovanje elektrona na drugi komad volframa će proizvesti dva efekta. Prvi efekat se naziva kočiono zračenje, koje se naziva i kočiono zračenje, kao što je prikazano na slici ispod. Odnosi se na zračenje proizvedeno kada elektroni koji se kreću velikom brzinom stupaju u interakciju s atomskim jezgrama. Upadni elektroni će izgubiti dio svoje kinetičke energije i promijeniti smjer kretanja djelovanjem jezgra. Prema zakonu održanja energije, za ovaj dio energije uvijek postoji mjesto, a to su rendgenski zraci. X-zraci proizvedeni ovom metodom su kontinuirani u spektru. Frekvencija generisanih rendgenskih zraka proporcionalna je kinetičkoj energiji upadnih elektrona, a kinetička energija upadnih elektrona proporcionalna je naponu primijenjenom na obje strane prve volframove žice (tzv. napon cijevi). Stoga je minimalna frekvencija rendgenskih zraka proporcionalna naponu cijevi (naravno, napon cijevi od 1wV ne vidi mnogo rendgenskih zraka, napon je prenizak).


MOŽETE LJUBITI