Fisica General Burbano

RAYOS X 689
Todas ellas indican que:
Los rayos X están constituidos por ondas electromagnéticas transversales de la misma naturaleza
que la luz aunque de mucha mayor frecuencia.
XXVIII – 26. Tubos de producción de rayos X
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TUBOS DE GAS.
Son tubos de la forma indicada en la Fig. XXVIII-33; en ellos se hace un vacío de centésimas
de mm. El cátodo C es un casquete esférico de aluminio; tiene esta forma para que los electrones
se proyecten sobre un blanco metálico llamado también anticátodo (AC), generalmente de wolframio
y que se une al cátodo a través del secundario de una bobina de inducción que produce una
tensión alterna que puede ser del orden de 30 000 a 50 000 voltios; para utilizar únicamente el semiperiodo
en que C es negativo respecto del anticátodo, se instala una válvula rectificadora o kenotrón
V (lámpara de dos electrodos) que deja pasar exclusivamente la corriente que interesa.
Producidos los rayos catódicos por el mecanismo ya estudiado en el párrafo XX-43, el choque
de los electrones contra el anticátodo, provoca la emergencia de los rayos X.
Estos tubos tienen el inconveniente del endurecimiento; consiste éste en una absorción por
parte del vidrio del gas del interior del tubo, disminuyendo la presión, e interrumpiendo la producción
de rayos X, a menos que se eleve el potencial.
TUBOS DE COOLIDGE.
Están basados en el efecto termoiónico, o liberación de electrones por un filamento de incandescencia.
En un tubo de vidrio (Fig. XXVIII-34) en el que se ha hecho el vacío más alto posible, hay instalados
un filamento (F) que sirve de cátodo y una placa de wolframio en la parte terminal de un
tubo convenientemente refrigerado; el filamento se une a la pila (P) de pequeño potencial, constituyendo
con ella el circuito de calefacción, o bien una resistencia próxima a F, caldea a éste, originándose
la emisión termoiónica de electrones. Ánodo y cátodo se unen a la alta tensión originada
por una bobina de inducción; los electrones salientes de F son atraídos por el anticátodo y, chocando
con él, producen los rayos X.
Estos tubos no necesitan válvula rectificadora puesto que ellos mismos lo son, dejando pasar a
los electrones únicamente del filamento al ánodo.
El fenómeno de endurecimiento no se verifica, ya que no se necesita gas para la producción
de los rayos catódicos, puesto que los electrones emergen del cátodo por el efecto termoiónico y
no por choque de los iones del gas, como en los tubos anteriores.
En ambos tubos, los rayos X se propagan en la semiesfera correspondiente a la parte anterior
del anticátodo.
XXVIII – 27. Análisis de los rayos X. Método de Bragg
Los rayos X, por su pequeña longitud de onda, no verifican fenómenos de difracción en las redes
de difracción, por la misma razón que la luz no se difracta al pasar por el enrejado de una ventana.
La naturaleza proporciona redes de rendijas estrechísimas en los cristales naturales; en ellos
existe una distribución ordenada de los átomos (teoría reticular de los cristales) de forma que los
espacios que forman entre ellos (constante reticular) separa planos reticulares en los que los rayos
X realizan fenómenos análogos a la luz.
Supongamos dos capas de átomos A y B (Fig. XXVIII-35) a una distancia d (constante reticular)
y un haz de rayos X que incide sobre el cristal, reflejándose en parte de A y en parte de B. La
diferencia de caminos entre los rayos reflejados es:
CD + DE = 2 CD = 2d sen j
siendo j el ángulo formado por los rayos y la cara del cristal. Si se verifica:
2d sen j = K l
al interferir los rayos reflejados producirán un máximo. Pero si:
l
2d
sen j = ( 2K
+ 1)
2
se produce anulación de la intensidad.
Haciendo incidir un haz de rayos X sobre un cristal de NaCI (C en la Fig. XXVIII-36) y girando
el cristal, se obtiene sobre la cinta fotográfica (F) el espectro de los rayos X; se producen impresiones
de intensidad máxima para los ángulos:
l
2 l
3 l
sen j = 0; sen j = ; sen j′ = ; sen j′′ = ; etc.
2 d 2 d 2 d
Fig. XXVIII-33.– Producción de rayos
X (tubo de gas).
Fig. XXVIII-34.– Producción de rayos
X (tubo de Coolidge).
Fig. XXVIII-35.– Reflexión de rayos
X en dos planos atómicos contiguos