1. Συγγραφή Χ. Δ. Φανίδης
https://cdfan.sites.sch.gr/
1
ΑΚΤΙΝΕΣ Χ
ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ
ΒΑΣΙΣΜΕΝΗ ΣΤΗΝ ΥΛΗ
ΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΤΗΣ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ
ΕΚΔΟΣΗ 1
ΣΥΓΓΡΑΦΗ : Χ. ΦΑΝΙΔΗΣ - CDFAN@SCH.GR
2. Συγγραφή Χ. Δ. Φανίδης
https://cdfan.sites.sch.gr/
2
Η ΑΝΑΚΑΛΥΨΗ ΤΩΝ ΑΚΤΙΝΩΝ Χ.
Το βράδυ της 8ης Νοεμβρίου 1895 ο Wilhem Conrad
Roentgen, καθηγητής στο Πανεπιστήμιο του Wurzburg,
έκανε πειράματα με σωλήνα καθοδικών ακτίνων που
περιείχε αραιό αέριο. Στον σωλήνα δημιουργούντο
ηλεκτρικές εκκενώσεις (σπινθήρες).
3. Συγγραφή Χ. Δ. Φανίδης
https://cdfan.sites.sch.gr/
3
Η ΑΝΑΚΑΛΥΨΗ ΤΩΝ ΑΚΤΙΝΩΝ Χ.
Ο Roentgen παρατήρησε ότι φύλλα χαρτιού που
ήταν εμβαπτισμένα σε Λευκοχρυσοκυανιούχο (IV)
Βάριο (Ba[Pt(CN)4]) και απείχαν απόσταση 2 m από την
συσκευή φθόριζαν κάθε φορά που λειτουργούσε η
συσκευή. Αυτό συνέβαινε ακόμη και όταν σκέπαζε την
συσκευή με μαύρο χαρτόνι.
Το ίδιο βράδυ ο Roentgen
διαπιστώνει ότι αν βάλει το χέρι
μπροστά από τις ακτίνες η σκιά
των οστών του αποτυπώνεται
στην φθορίζουσα οθόνη.
Το χέρι της κυρίας
Roentgen (12/1895)
4. Συγγραφή Χ. Δ. Φανίδης
https://cdfan.sites.sch.gr/
4
Η ΑΝΑΚΑΛΥΨΗ ΤΩΝ ΑΚΤΙΝΩΝ Χ.
Στις 28/12/1895 δημοσιεύει τα αποτελέσματα των ερευνών
του σε εργασία με τίτλο «Για ένα νέο είδος ακτίνων». Στην
εργασία αυτή δημοσίευε συμπεράσματα και για την
απορρόφηση που υφίστανται οι ακτίνες Χ από τα διάφορα
υλικά.
Σταθμά μέσα στο
κουτί τους
Ανομοιογένεια
φύλλου μετάλλου.
5. Συγγραφή Χ. Δ. Φανίδης
https://cdfan.sites.sch.gr/
5
Η ΑΝΑΚΑΛΥΨΗ ΤΩΝ ΑΚΤΙΝΩΝ Χ.
Επίσης ο Roentgen ανακαλύπτει ότι ακτίνες Χ
παράγονται και όταν «οι καθοδικές ακτίνες» (τα ηλεκτρόνια)
προσπίπτουν σε μεταλλικό παράθυρο (αλουμίνιο) αντί του
γυαλιού του καθοδικού σωλήνα.
Από τον Φεβρουάριο του 1896
οι ακτίνες Χ χρησιμοποιούντο για
διαγνωστικούς λόγους στις ΗΠΑ.
Σωλήνας ακτίνων Χ
(γύρω στο 1900)
Τον Μάρτιο του 1896 και τον
Μάρτιο του 1897 δημοσιεύει άλλες
δύο εργασίες σχετικά με τις ακτίνες
Χ.
6. Συγγραφή Χ. Δ. Φανίδης
https://cdfan.sites.sch.gr/
6
ΤΟ ΦΑΣΜΑ ΤΩΝ ΑΚΤΙΝΩΝ Χ.
Οι ακτίνες Χ
αποτελούνται από ένα
συνεχές υπόβαθρο το οποίο
παρουσιάζει ένα ελάχιστο
μήκος κύματος λmin.
Πάνω σε αυτό
επικάθηται ένα γραμμικό
φάσμα το οποίο είναι
χαρακτηριστικό του
μετάλλου της ανόδου. Φάσμα ακτίνων Χ από
άνοδο μολυβδαινίου.
λmin
7. Συγγραφή Χ. Δ. Φανίδης
https://cdfan.sites.sch.gr/
7
Η ΣΥΣΚΕΥΗ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ.
Οι ακτίνες Χ παράγονται όταν ηλεκτρόνια που κινούνται
με μεγάλες ταχύτητες επιβραδυνθούν. Η συσκευή είναι η
ακόλουθη:
Τα ηλεκτρόνια παράγονται, σε αερόκενη συσκευή, όταν
νήμα θερμανθεί υπό την επίδραση τάσης θέρμανσης Vθ (Uh).
Κατόπιν επιταχύνονται υπό την επίδραση υψηλής τάσης
επιτάχυνσης V (Ua).
Η τάση επιτάχυνσης
εφαρμόζεται μεταξύ του
νήματος (Κάθοδος), και
δύστηκτου μετάλλου
(Άνοδος), απέναντι από
το νήμα.
8. Συγγραφή Χ. Δ. Φανίδης
https://cdfan.sites.sch.gr/
8
Ο ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ.
Τα ηλεκτρόνια από το νήμα, λόγω της V, πέφτουν με
μεγάλη ταχύτητα στην άνοδο. Η κινητική ενέργεια που έχουν
τα e- όταν φτάνουν στην άνοδο είναι :
Στην άνοδο τα e- αλληλεπιδρούν με άτομα της ανόδου,
επιβραδύνονται και εκπέμπουν φωτόνια ακτίνων Χ.
Αν μετά την πρώτη αλληλεπίδραση το e- έχει ενέργεια
Κτ τότε η ενέργεια του φωτονίου Χ είναι
K eV
hf eV
9. Συγγραφή Χ. Δ. Φανίδης
https://cdfan.sites.sch.gr/
9
Ο ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ.
Αν κατά την αλληλεπίδραση το e- από την κάθοδο δεν
διεγείρει e- από άτομο της ανόδου, αλλά απλώς επιβραδυνθεί,
τότε η τελική τιμή της ενέργειας Κτ του e- μπορεί να είναι
οποιαδήποτε.
λmin
Επομένως και η ενέργεια του
εκπεμπόμενου φωτονίου μπορεί να
έχει οποιαδήποτε τιμή. Άρα το
φάσμα των ακτίνων Χ, που
εκπέμπονται με αυτό τον τρόπο,
είναι συνεχές.
hf eV K
10. Συγγραφή Χ. Δ. Φανίδης
https://cdfan.sites.sch.gr/
10
Ο ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ.
Αν κατά την αλληλεπίδραση το e- από την κάθοδο
διεγείρει e- από άτομο της ανόδου, τότε οι ακτίνες Χ
παράγονται από την αποδιέγερση του ατόμου .
Άρα οι παραγόμενες ακτίνες Χ είναι χαρακτηριστικές
του μετάλλου της ανόδου και το φάσμα τους είναι
γραμμικό.
Επειδή τα προσπίπτοντα e-
έχουν μεγάλη ενέργεια, συνήθως τα
e- του ατόμου αποβάλλονται από το
άτομο. Την κενή θέση τους
καταλαμβάνουν e- από υψηλότερες
στοιβάδες εκπέμποντας κατά την
μετάπτωσή τους ακτίνες Χ που
ανήκουν στο γραμμικό φάσμα. λmin
11. Συγγραφή Χ. Δ. Φανίδης
https://cdfan.sites.sch.gr/
11
ΕΛΑΧΙΣΤΟ ΜΗΚΟΣ ΚΥΜΑΤΟΣ.
Κατά την επιβράδυνση του e- υπάρχει περίπτωση όλη
η κινητική ενέργεια που έχει το e- να μετατραπεί σε
φωτόνιο ακτίνας Χ.
Τότε οι παραγόμενες ακτίνες Χ έχουν την μέγιστη
δυνατή ενέργεια και επομένως την μεγαλύτερη δυνατή
συχνότητα
άρα και το μικρότερο δυνατό
μήκος κύματος
max
hf eV
min
max
c hc
f eV
Οι δύο μηχανισμοί παραγωγής.
12. Συγγραφή Χ. Δ. Φανίδης
https://cdfan.sites.sch.gr/
12
ΜΕΤΑΒΟΛΗ V και Vθ.
Αν μεταβληθεί η τάση επιτάχυνσης τότε με
αντιστρόφως ανάλογο τρόπο μεταβάλλεται το λmin.
Αν αυξηθεί η τάση
θέρμανσης τότε αυξάνεται η
ένταση των ακτίνων Χ.
min
hc
eV
13. Συγγραφή Χ. Δ. Φανίδης
https://cdfan.sites.sch.gr/
13
ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗ ΑΚΤΙΝΩΝ Χ
Η απορρόφηση των ακτίνων Χ
αυξάνει καθώς αυξάνει ο ατομικός
αριθμός Ζ του απορροφώντος
υλικού.
Η απορρόφηση των ακτίνων
Χ αυξάνει καθώς αυξάνει το πάχος
d του απορροφώντος υλικού. Ακτινογραφία δοντιών.
Όσο μεγαλύτερη είναι η
απορρόφηση τόσο
λιγότερο έχει αμαυρωθεί
η πλάκα.
Η απορρόφηση των ακτίνων
Χ αυξάνει καθώς αυξάνει το μήκος
κύματος λ των ακτίνων.
14. Συγγραφή Χ. Δ. Φανίδης
https://cdfan.sites.sch.gr/
14
ΧΡΗΣΗ ΤΩΝ ΑΚΤΙΝΩΝ Χ
Οι ακτίνες Χ έχουν ένα
ευρύ φάσμα εφαρμογών.
Πραγματικά, ο σκύλος έφαγε το
τετράδιο με τις ασκήσεις σου.
15. Συγγραφή Χ. Δ. Φανίδης
https://cdfan.sites.sch.gr/
15
ΧΡΗΣΗ ΤΩΝ ΑΚΤΙΝΩΝ Χ
Η πρώτη χρήση των ακτίνων
Χ, και η πιο διαδεδομένη μέχρι
σήμερα, ήταν για ιατρικούς λόγους.
Οι ακτίνες Χ χρησιμοποιούνται για
την λήψη δισδιάστατων
ακτινογραφιών.
Μοντέρνα συσκευή
ακτίνων Χ.
Πνευμονία στον κάτω λοβό του
δεξιού πνεύμονα.
Σύγχρονος σωλήνας
παραγωγής ακτίνων Χ
16. Συγγραφή Χ. Δ. Φανίδης
https://cdfan.sites.sch.gr/
16
ΧΡΗΣΗ ΤΩΝ ΑΚΤΙΝΩΝ Χ
ΑΞΟΝΙΚΗ ΤΟΜΟΓΡΑΦΙΑ
Σύγχρονη τεχνική είναι η αξονική τομογραφία που
με την βοήθεια υπολογιστή παράγει τρισδιάστατες
εικόνες από δισδιάστατες εικόνες ακτίνων Χ.
Καρκίνωμα στον δεξιό πνεύμονα.
Συσκευή CAT (Computer
aided tomography)
17. Συγγραφή Χ. Δ. Φανίδης
https://cdfan.sites.sch.gr/
17
ΧΡΗΣΗ ΤΩΝ ΑΚΤΙΝΩΝ Χ :
ΕΛΕΓΧΟΣ ΥΛΙΚΩΝ
Οι ακτίνες Χ μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να
ανιχνευθούν ατέλειες ή ρωγμές σε υλικά.
Ρωγμές σε δοχείο βυτιοφόρου
κοντά στις ηλεκτροκολλήσεις.
Ρωγμή σε δείγμα
σκυροδέματος.
18. Συγγραφή Χ. Δ. Φανίδης
https://cdfan.sites.sch.gr/
18
ΧΡΗΣΗ ΤΩΝ ΑΚΤΙΝΩΝ Χ :
ΑΡΧΑΙΟΛΟΓΙΑ
Οι ακτίνες Χ μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να
μελετηθούν αρχαιολογικά ευρήματα ή έργα τέχνης.
Η σκολίωση του Τουταγχαμών.
Το κρανίο του Τουταγχαμών.
19. Συγγραφή Χ. Δ. Φανίδης
https://cdfan.sites.sch.gr/
19
ΧΡΗΣΗ ΤΩΝ ΑΚΤΙΝΩΝ Χ :
ΑΣΦΑΛΕΙΑ
Οι ακτίνες Χ μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να
ανιχνευθούν αντικείμενα μέσα σε κλειστά κιβώτια.
Περιεχόμενο βαλίτσας. Το περιεχόμενο της βαλίτσας
σε ακτινογραφία.
20. Συγγραφή Χ. Δ. Φανίδης
https://cdfan.sites.sch.gr/
20
ΑΚΤΙΝΕΣ Χ : ΑΣΤΡΟΝΟΜΙΑ
Το δυαδικό σύστημα Μ33-Χ7 στον
γαλαξία Μ33. Σε αυτό το σύστημα
μία μαύρη οπή με πολύ μεγάλη μάζα
περιφέρεται γύρω από ένα μεγάλο
άστρο (μεγάλο μπλε αντικείμενο).
Σε περίπτωση που άστρο
βρίσκεται στην γειτονιά
μαύρης οπής, ύλη από το
άστρο έλκεται και πέφτει
στην μαύρη οπή. Η ύλη
αυτή επιταχυνόμενη
εκπέμπει ακτίνες Χ.
21. Συγγραφή Χ. Δ. Φανίδης
https://cdfan.sites.sch.gr/
21
ΧΡΗΣΗ ΤΩΝ ΑΚΤΙΝΩΝ Χ :
ΑΣΤΡΟΝΟΜΙΑ
Ο γαλαξίας της
Ανδρομέδας.
Εικόνα ακτίνων Χ από το κέντρο του
γαλαξία της Ανδρομέδας. Οι πηγές
ακτίνων Χ είναι ή ζεύγη μαύρης οπής -
αστέρα ή υπολείμματα
υπερκαινοφανών.
22. Συγγραφή Χ. Δ. Φανίδης
https://cdfan.sites.sch.gr/
22
ΧΡΗΣΗ ΤΩΝ ΑΚΤΙΝΩΝ Χ :
ΑΣΤΡΟΝΟΜΙΑ
Δραστηριότητα ακτίνων Χ στον ήλιο. Στην πάνω
σειρά η ενεργός περιοχή μεταφέρεται από ανατολικά
προς τα δυτικά. Η κάτω σειρά παρατηρήθηκε μετά από
έκλαμψη. Η δομή
«γλώσσας» πιστεύεται
ότι δημιουργήθηκε από
συσσώρευση
μαγνητικής ενέργειας
κατά την
αναδημιουργία
μαγνητικών γραμμών
μετά την έκλαμψη.
