Техника - молодёжи 1940-08-09, страница 23
Рисунки Л. СМЕХОВА И. Б. БОРОВСКИЙ и М. А. БЛОХИН (Институт геологических наук Академии наук СССР) Для исследования химического состава веществ в настоящее время широко применяют оптический метод анализа. Исследуемое тело нагревают до очень высокой температуры, пока оно не раскаляется и не начинает испускать световые лучи. На пути этих лучей ставится стеклянная призма или диффракцион-ная решетка, которая представляет собой стеклянную пластинку с густо нанесенной сеткой параллельных царапин. Пройдя сквозь призму или решетку, свет, испускаемый раскаленным телом, разлагается на отдельные лучи по длинам их волн, подобно тому как белый солнечный свет разлагается дождевыми капельками на цвета радуги. Если отбросить теперь эти лучи на экран из матового стекла, то мы увидим в разных местах экрана ряд тонких линий различной окраски — спектр этого вещества. Каждый химический элемент дает при этом свои характерные линии, имеющие определенный цвет и занимающие в спектре определенное положение. Это интересное свойство химических элементов и позволило изучать состав веществ с помощью оптического анализа. Он широко применяется уже десятки лет и в научных лабораториях и на многих производствах. Однако сравнительно недавно было обнаружено, что для той же цели можно с успехом* применять рентгеновы лучи. Оказалось даже, что рентгено-спектральный анализ открывает перед исследователем совершенно новые возможности, которые были недоступны при простом оптическом методе. * Чтобы понять принцип нового способа изучения веществ, познакомимся сначала с природой рентгеновых'лучей и с тем, как они получаются. Лучи эти были открыты еще в 1898 г. известным немецким физиком Рентгеном. Их способность проникать в самые плотные тела, просвечивать различные предметы казалась в то время настолько загадочной, что они первоначально были названы икс-лучами, то есть неизвестными. Но теперь мы хорошо знаем природу этих чудодейственных лучей. Мы знаем, что они представляют собой электромагнитное излу чение, так же как и видимый свет, но отличаются от него длиной волны. Волны лучей Рентгена намного короче волн видимого -света, этим» и объясняются их необычайные свойства. Для получения лучей Рентгена Пользуются специальными рентгеновскими трубками. Представьте себе стеклянный баллон, внутрь которого введены два электрода. Один электрод сделан из вольфрамовой проволочки длиной в несколько сантиметров и свитой в виде спирали. Это катод. Другой электрод представляет собой массивный металлический цилиндрик, у которого один конец срезан под некоторым углом. Это анод, или, иначе, антикатод. Проволочка катода разогревается до белого каления током от трансформатора. При этом из проволочки начинают вылетать отрицательно заряженные частички -— электроны. Если соединить затем катод с отрицательным полюсом источника постоянного тока, а анод — с положительным полюсохм!, то электроны начнут двигаться от катода к аноду. Этот поток летящих электронов называется катодным пучком». Чтобы движению электронов в рентгеновской трубке не мешал воздух, его откачивают до высокой степени разрежения; а чтобы избежать рассеяния электронов по всей поверхности анода, катод окружают небольшим цилиндрическим колпачком. Он собирает! электроны на небольшом участке анода, называемом фокусным пятном. Для того чтобы двигать электроны от катода к аноду, надо совершить довольно значительную работу. Ударяясь о поверхность анода, электроны теряют всю свою энергию. Этой энергии хватило бы, чтобы за один час поднять человека на высоту одного километра. Во что же претворяется вся эта огромная энергия? Ббльшая часть ее идет на нагревание анода. Чтобы он не расплавился, его приходится охлаждать проточной водой. Остальная часть энергии электронов, достаточная для поднятия человека на высоту десятиэтажного дома, превращается в быстрые электромагнитные колебания, которые распространяются в пространстве в виде волн с огромной скоростью — 300 тыс. километ ров в секунду. Чем выше напряжение, которое м<ы прикладываем* к электродам рентгеновской трубки, тем больше и частота колебаний этих волн. Если напряжение равно нескольким вольтам, то частота колебаний достигает сотен миллионов в одну миллионную долю секунды. При этом распространяющаяся в пространстве волна за время одного колебания успевает пройти от 4 до 8 десятитысячных долей миллиметра. Этот путь называется длиной волны Волны указанной длины мы воспринимаем как видимый свет: фокус анода будет слабо светиться. Увеличим теперь напряжение, приложенное к рентгеновской трубке, до пяти-шести десятков вольт. Тогда длина волны, распространяющейся от анода, уменьшится примерно в десять раз. Такие волны мы уже *не можем видеть. Это ультрафиолетовые лучи. Продолжая увеличивать напряжение до сотен, тысяч и сотен тысяч вольт, мы будем получать все более короткие волны. Их длина может достигнуть всего нескольких десятимиллионных долей миллимет- Доктор глубокомысленных наук Арк-Си-нус захотел узнать, какова энергия ка-годного пучка. Попав в поток электронов рентгеновской трубки, доктор яод-нялся на высоту десятиэтажного дома. г it i' 41'' -Hi, . »- ч l'' '' 21 |
