39 A Bohr-féle atommodell Az előbbiek szerint az atomok ...

More documents

Recommendations

Info

$MÃ©rÃ©stechnika $NG-III$ 3. Abbe-elv$

Atomfizika 48 Röntgensugárzás A formulákból jól látszik, hogy nagy Z rendszámú elemek esetén a fotonok frekvenciája sokszorosa az optikai spektrumok frekvenciáinak, az emittált sugárzás tehát valóban a röntgentartományba esik. A Bohr-elmélet alapján adódó összefüggésekből azonnal következik az a törvény, amelyet Moseley tapasztalati úton állapított meg. Antikatódként több mint 40-féle elemet alkalmazott. Ezek vonalas röntgenspektrumának tanulmányozásával megállapította, hogy a kibocsátó elem Z rendszámának növelésével a sorozatok vonalai szabályosan eltolódnak a kisebb hullámhosszak felé, amint az az ábrán látható. Kvantitatíve a K sorozat legnagyobb hullámszámú és legerősebb vonalának a Kα vonalnak a hullámszáma és a Z rendszám között fennáll a következő összefüggés, a Moseley-törvény: 3 2 νKα = R( Z − σ) ; ahol σ ≈ 1 4 Az összefüggés bizonyításaként, ha a mérésekből kapott νKα értékeket a Z rendszám függvényében ábrázoljuk, akkor egy egyenest, a „Moseley-egyenest” kapjuk (19.ábra). A többi vonalra hasonló szerkezetű, de kevésbé pontos összefüggések érvényesek. A Moseley-törvény jelentősége abban van, hogy a röntgenvonalak hullámszámának mérésével meghatározható az elemek rendszáma. Ezzel a módszerrel több helyen kiigazították a periódusos rendszerben a rosszul besorolt elemek sorrendjét. Amint az a fenti gondolatmenetből kiderül a röntgenspektrumok lényegesen különböznek az optikai színképektől. Az előbbiek egyszerűbbek, kevesebb vonalból állnak, nincs meg az optikai színképekre jellemző 19.ábra
Atomfizika 49 A röntgensugárzás alkalmazása periodicitás, továbbá a vonalas röntgenspektrumok csak emisszióban figyelhetők meg, abszorpcióban nem. A röntgensugárzás alkalmazása Érdekességként megemlítjük, hogy a röntgensugárzás számára a könnyű atomokból felépült anyagok átlátszók. Egy nagy energiájú fotonnal való ütközés szempontjából egy elektron kötési energiája egy könynyű atomban elhanyagolható. Szabad elektron viszont nem képes foton elnyelésére. Ugyanis ekkor a foton energiáját és impulzusát egyaránt az elektronnak kellene átvennie: h h mv c mv ν 1 2 ν = ; = 2 Ez a két egyenlet egyszerre nem teljesülhet, hiszen ekkor v = 2c adódna, vagyis az elektron gyorsabban haladna, mint a vákuumbeli fénysebesség. Ez nem lehetséges. A röntgenfoton elnyelése tehát csak akkor lehetséges, ha az elektron és a mag között erős Coulomb erő hat, és ütközéskor a mag is meglökődik, átveszi a foton impulzusának egy részét. Ez akkor teljesül, ha nagy a magtöltésszám, tehát nagy az elem Z rendszáma. Így a röntgensugárzás magasabb rendszámú elemekben erősebben nyelődik el, ezt használja fel az orvosi gyakorlat. A csontok Ca és P tartalmuk miatt kevésbé átlátszóak, mint a hús, amelyben elsősorban H, C, N, O található. A röntgensugarak további alkalmazási területe a röntgendiffrakciós kristályszerkezet-elemzés. Mint azt már említettük a röntgensugárzás hullámhossza nagyon kicsi, az atomok méretének nagyságrendjébe esik. A hullámtanból ismert az a tény, hogy egy résre vagy optikai rácsra eső hullám számottevően akkor hajlik el, és hoz létre interferenciaképet, ha a rés mérete összemérhető az alkalmazott hullám hullámhosszával. Röntgensugarak elhajlásához emiatt mesterségesen nem lehet készíteni optikai rácsot. Ma már természetesnek tűnik az az először Laue és Bragg által alkalmazott eljárás (1913), hogy a természetben már „készen” megtalálható kristályok rácsát alkalmazzák „optikai rács”-ként. Ezen kristályrácsok alkalmazásával nem csak elhajlást, hanem viszszaverődést is létre lehet hozni (20.ábra). A kristályrácsot alkotó atomok ugyanis szabályos rendben helyezkednek el, egy részük egy síkban az ún. hálózati síkban van. A kristályra beeső röntgensugárzás ezeken a párhuzamos helyzetű síkokon visszaverődik és létrehozhat egy interferenciaképet. Ha rátekintünk az ábrára, akkor világos, hogy erősítés abban az esetben jön létre, ha teljesül a DB + BC = kλ feltétel, ahol k kis
Page 1 and 2: Atomfizika 39 A Bohr-féle atommode
Page 3 and 4: Atomfizika 41 A hidrogénatom Bohr-
Page 9: Atomfizika 47 Röntgensugárzás ma

39 A Bohr-féle atommodell Az előbbiek szerint az atomok ...

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?