Закон Дуэйна – Ханта - Duane–Hunt law

Спектр рентгеновских лучей, излучаемых Рентгеновская трубка с родий мишень, действует на 60 кВ. Непрерывная кривая обусловлена тормозное излучение, а шипы характеристические линии K для родия. Закон Дуэйна – Ханта объясняет, почему непрерывная кривая стремится к нулю при 21 вечера.

В Закон Дуэйна – Ханта, названный в честь американских физиков Уильям Дуэйн и Франклин Л. Хант,^[1] дает максимум частота из Рентгеновские лучи что может быть испущено Тормозное излучение в Рентгеновская трубка ускоряя электроны посредством возбуждения Напряжение V в металлическую мишень.

Максимальная частота ν_{Максимум} дан кем-то^[2]

${displaystyle u _{m {max}}={frac {eV}{h}},}$

что соответствует минимальной длине волны

${displaystyle lambda _{m {min}}={frac {hc}{eV}},}$

куда час является Постоянная Планка, е это заряд электрона, и c это скорость света. Это также можно записать как:

${displaystyle lambda _{m {min}}approx {frac {1239.8{ ext{ pm}}}{V{ ext{ in kV}}}}.}$

Процесс рентгеновского излучения падающими электронами также известен как обратный фотоэлектрический эффект.

Объяснение

В Рентгеновская трубка, электроны в вакууме ускоряются электрическое поле и выстрелил в кусок металла, называемый «мишенью». Рентгеновские лучи излучаются, когда электроны замедляются (замедляются) в металле. Выходной спектр состоит из непрерывного спектра рентгеновских лучей с дополнительными резкими пиками при определенных энергиях (см. График справа). Непрерывный спектр обусловлен тормозное излучение, а острые пики характеристические рентгеновские лучи связанных с атомами в мишени.

Спектр имеет резкую отсечку на низкой длине волны (высокой частоте), что связано с ограниченной энергией входящих электронов. Например, если каждый электрон в трубке ускоряется на 60кВ, то он приобретет кинетическую энергию 60кэВ, и при попадании в цель может создавать рентгеновские лучи. фотоны с энергией не более 60 кэВ, сохранение энергии. (Этот верхний предел соответствует остановке электрона, испустив всего один рентгеновский фотон. Обычно электрон испускает много фотонов, каждый из которых имеет энергию менее 60 кэВ.) Фотон с энергией 60 кэВ или меньше имеет длину волны 21вечера или больше, поэтому спектр рентгеновских лучей имеет именно такое обрезание, как показано на графике. Это ограничение применяется как к непрерывным (тормозное излучение) спектр и характерные острые пики: Нет никаких рентгеновских лучей за пределами границы. Однако наиболее очевидно обрезание для непрерывного спектра.

Точная формула обрезания получается из равной кинетической энергии электрона, E = эВ, а энергия рентгеновского фотона, E = hν = hc/λ.

Рекомендации

1. Уильям Дуэйн и Франклин Л. Хант (1915). «О длинах волн рентгеновского излучения». Физический обзор. 6 (2): 166–172. Bibcode:1915ПхРв .... 6..166.. Дои:10.1103 / PhysRev.6.166.
2. Справочник по рентгеновской спектрометрии Рене Грикена, Анджея Марковича, стр. 3, Ссылка на книги Google