Acasă » Bogolyubov » radiații cu raze X. Raze X Prezentare pe tema Fizica razelor X

radiații cu raze X. Raze X Prezentare pe tema Fizica razelor X

1 tobogan

Subiect: „Radiații X” N. Schukina p. Arkhara „Gogulova Kristina Valerievna.

2 tobogan

3 slide

Sarcini: 1. Aflați ce sunt razele X. 2. Aflați de ce oasele opresc radiografiile. 3. Folosind cunoștințele de radiație cu raze X, putem afla aplicația acesteia în medicină.

4 slide

5 slide

radiografie Wilhelm Conrad. Născut - 27 martie 1845, Lennep, lângă Düsseldorf. Cel mai mare fizician experimental german, membru al Academiei de Științe din Berlin. Descoperit în 1895 cu raze X, investigat de la proprietate.

6 slide

„Trimite-mi niște raze într-un plic” La un an de la descoperirea cu raze X, Roentgen a primit o scrisoare de la un marinar englez „Domnule, de la război, mi s-a înfipt un glonț în piept, dar nu-l pot scoate pentru că nu se vede. Și apoi am auzit că ai găsit grinzile prin care îmi poate fi văzut glonțul. Dacă se poate, trimite-mi niște raze într-un plic, medicii vor găsi glonțul și îți trimit razele înapoi”. Răspunsul lui Roentgen a fost: „Nu am atâtea raze în acest moment. Dar dacă nu-ți este greu, trimite-mi pieptul tău, și-ți voi găsi un glonț și-ți trimit pieptul înapoi.

7 slide

8 slide

Ce sunt razele X? Electronii emiși de filamentul catodului fierbinte sunt accelerați de câmpul electric și se ciocnesc cu suprafața anodului. Un electron care se ciocnește cu suprafața anodului poate fi deviat din cauza interacțiunii cu nucleul sau poate elimina unul dintre electronii din învelișul interior al atomului, de exemplu. ionizați-l. În primul caz, duce la emisia unui foton de raze X, lungimea de undă poate fi în intervalul 0,01-10 nm (spectru continuu)

9 slide

Intensitatea unei astfel de radiații este proporțională cu sarcina Z din care este alcătuit anodul. Cu cât tensiunea aplicată între catod și anodul tubului cu raze X este mai mare, cu atât puterea razelor X este mai mare. În al doilea caz, locul electronului ejectat este ocupat de un electron cu o înveliș „mai înalt”, iar diferența de energie potențială a acestora este eliberată sub forma unui foton de raze X cu frecvența corespunzătoare.

10 diapozitive

11 diapozitiv

Ce este spectroscopia cu raze X? Fiecare element chimic absoarbe foarte puternic radiația de raze X cu o lungime de undă caracteristică strict definită. În acest caz, are loc trecerea atomului de la starea normală la starea ionizată, cu un electron îndepărtat. Prin urmare, măsurând frecvențele radiațiilor cu raze X, la care radiația este deosebit de puternică, putem concluziona ce elemente sunt incluse în compoziția substanței. Aceasta este baza spectroscopiei cu raze X.

12 slide

13 diapozitiv

De ce oasele opresc razele X? Puterea de penetrare a razelor X, cu alte cuvinte, duritatea lor, depinde de energia fotonilor lor. Se obișnuiește să se numească radiații cu o lungime de undă mai mare de 0,1 nm moale, iar restul - dure. Pentru a diagnostica ținta, ar trebui să se folosească radiații dure de cel mult 0,01 nm, altfel razele X nu vor trece prin corp. S-a dovedit că substanța absoarbe razele X cu atât mai mult, cu atât densitatea materialului este mai mare. Cu cât razele X întâlnesc mai mulți atomi pe drum și cu cât sunt mai mulți electroni în învelișul acestor atomi, cu atât este mai mare probabilitatea de absorbție a unui foton.

14 slide

În corpul uman, razele X sunt cel mai mult absorbite de oase, care sunt relativ dense și conțin mulți atomi de calciu. Când razele trec prin oase, intensitatea radiației scade la jumătate la fiecare 1,2 cm.Sângele, mușchii, grăsimea și tractul gastrointestinal absorb mult mai puțin razele X (un strat de 3,5 cm grosime este înjumătățit).Aerul din plămâni întârzie. radiația cel mai puțin ( de două ori cu o grosime a stratului de 192 m.) Prin urmare, oasele în raze X aruncă o umbră pe film și în aceste locuri rămâne transparent. În același loc în care razele au reușit să lumineze filmul, se întunecă, iar medicii văd pacientul „prin”

slide 1

RAZE X Profesor de fizică Trifoeva Natalia Borisovna Școala nr. 489 din districtul Moscova din Sankt Petersburg

slide 2

Descoperirea razelor X La sfârșitul secolului al XIX-lea, atenția generală a fizicienilor a fost atrasă de o descărcare de gaz la presiune scăzută. În aceste condiții, s-au creat fluxuri de electroni foarte rapizi în tubul cu descărcare în gaz. Pe vremea aceea se numeau raze catodice. Natura acestor raze nu a fost încă stabilită cu certitudine. Se știa doar că aceste raze își au originea la catodul tubului. Roentgen Wilhelm (1845-1923) - fizician german, care în 1895 a descoperit radiația electromagnetică cu unde scurte - razele X.

slide 3

Descoperirea razelor X În timp ce investiga razele catodice, Roentgen a observat că o placă fotografică din apropierea tubului de descărcare s-a dovedit a fi iluminată chiar și atunci când era înfășurată în hârtie neagră. După aceea, a reușit să observe un alt fenomen foarte frapant. Un ecran de hârtie umezit cu o soluție de bariu platină-cianură a început să strălucească dacă era înfășurat în jurul tubului de descărcare. Mai mult, atunci când radiografiile îi ținea mâna între tub și ecran, umbrele întunecate ale oaselor erau vizibile pe ecran pe fundalul contururilor mai deschise ale întregii mâini. Omul de știință și-a dat seama că în timpul funcționării tubului de descărcare, apar niște radiații necunoscute anterior, puternic penetrante. El a numit-o raze X. Ulterior, termenul „raze X” a fost ferm stabilit în spatele acestei radiații. Roentgen a descoperit că noi radiații au apărut în punctul în care razele catodice (fluxurile de electroni rapizi) s-au ciocnit cu peretele de sticlă al tubului. În acest loc, sticla strălucea cu o lumină verzuie. Experimentele ulterioare au arătat că razele X apar atunci când electronii rapizi sunt încetiniți de orice obstacol, în special de electrozii metalici.

slide 4

Proprietățile razelor X Razele descoperite de Roentgen au acționat asupra unei plăci fotografice, au provocat ionizarea aerului, dar nu au fost reflectate într-un mod vizibil de nicio substanță și nu au experimentat refracția. Câmpul electromagnetic nu a avut niciun efect asupra direcției de propagare a acestora. Imediat a existat o presupunere că razele X sunt unde electromagnetice care sunt emise în timpul unei decelerații bruște a electronilor. Spre deosebire de razele de lumină din spectrul vizibil și razele ultraviolete, razele X au o lungime de undă mult mai scurtă. Lungimea lor de undă este mai mică, cu atât energia electronilor care se ciocnesc cu un obstacol este mai mare. Puterea mare de penetrare a razelor X și celelalte caracteristici ale acestora au fost asociate tocmai cu o lungime de undă mică. Dar această ipoteză avea nevoie de dovezi, iar dovezile au fost obținute la 15 ani după moartea lui Roentgen.

slide 5

Difracția cu raze X Dacă razele X sunt unde electromagnetice, ele trebuie să prezinte difracție, un fenomen comun tuturor tipurilor de unde. La început, razele X au fost trecute prin fante foarte înguste ale plăcilor de plumb, dar nu a putut fi detectat nimic asemănător cu difracția. Fizicianul german Max Laue a sugerat că lungimea de undă a razelor X este prea scurtă pentru a detecta difracția acestor unde de către obstacole create artificial. La urma urmei, este imposibil să faci goluri de 10-8 cm, deoarece aceasta este dimensiunea atomilor înșiși. Ce se întâmplă dacă razele X au aproximativ aceeași lungime de undă? Atunci singura opțiune rămasă este să folosești cristalele. Sunt structuri ordonate în care distanțele dintre atomi individuali sunt egale în ordinea mărimii cu dimensiunea atomilor înșiși, adică 10 sunt aproape de dimensiunea atomilor.

slide 6

Difracția cu raze X Un fascicul îngust de raze X a fost îndreptat către un cristal, în spatele căruia a fost plasată o placă fotografică. Rezultatul este pe deplin în concordanță cu cele mai optimiste așteptări. Alături de o pată centrală mare, care a fost produsă de razele care se propagă în linie dreaptă, în jurul punctului central au apărut pete mici, distanțate în mod regulat (Fig. 1). Apariția acestor pete ar putea fi explicată doar prin difracția razelor X din structura ordonată a cristalului. Studiul modelului de difracție a făcut posibilă determinarea lungimii de undă a razelor X. S-a dovedit a fi mai mică decât lungimea de undă a radiației ultraviolete și a fost egală în ordinea mărimii cu dimensiunea unui atom (10-8 cm). Fig.1

Slide 7

Aplicații ale razelor X Razele X au găsit multe aplicații practice foarte importante. În medicină, ele sunt folosite pentru a pune diagnosticul corect al bolii, precum și pentru a trata cancerul. Aplicațiile razelor X în cercetarea științifică sunt foarte extinse. Conform modelului de difracție dat de razele X pe măsură ce trec prin cristale, este posibil să se stabilească aranjarea atomilor în spațiu - structura cristalelor. Cu ajutorul analizei de difracție cu raze X, este posibilă descifrarea structurii celor mai complecși compuși organici, inclusiv a proteinelor. În special, a fost determinată structura moleculei de hemoglobină care conține zeci de mii de atomi. Aceste realizări au fost posibile prin faptul că lungimea de undă a razelor X este foarte mică, motiv pentru care a fost posibilă „vederea” structurilor moleculare. Printre alte aplicații ale razelor X, remarcăm detectarea defectelor cu raze X - o metodă de detectare a carcasei din piese turnate, fisurilor în șine, verificarea calității sudurilor etc. Detectarea defectelor cu raze X se bazează pe o modificare a absorbției Raze X într-un produs în prezența unei cavități sau a incluziunilor străine în acesta.

Slide 8

Dispozitiv cu tub cu raze X În prezent, au fost dezvoltate dispozitive foarte avansate numite tuburi cu raze X pentru a produce raze X. Pe fig. 2 prezintă o diagramă simplificată a unui tub cu raze X electronice. Catodul 1 este o spirală de wolfram care emite electroni datorită emisiei termoionice. Cilindrul 3 concentrează fluxul de electroni, care apoi se ciocnesc cu electrodul metalic (anodul) 2. În acest caz, se nasc razele X. Tensiunea dintre anod și catod ajunge la câteva zeci de kilovolți. Se creează un vid profund în tub; presiunea gazului în acesta nu depășește 10-5 mm Hg. Artă. În tuburile cu raze X de mare putere, anodul este răcit cu apă curentă, deoarece o cantitate mare de căldură este eliberată în timpul decelerației electronilor. Doar aproximativ 3% din energia electronilor este transformată în radiații utile. Fig.2

Cursul 11 pentru studenții anului I care studiază doctoratul în pediatrie, conf. Shilina N.G. Krasnoyarsk, 2012 Radiații cu raze X. Radioactivitate Subiect: Radiații cu raze X. Departamentul Radioactivitate de Fizică Medicală și Biologică

Radiație de raze X Radiație de raze X - unde electromagnetice cu o lungime de 80 la nm.

> Av (efectul Compton) hν = Av + Ek+ hν" – Ecuația Compton" title="(!LANG: Interacțiunea razelor X cu materia Răspândire coerentă Efect fotoelectric Imprăștire incoerentă hν> Av (efect Compton) hν = Av + Ek+ hν" – уравнение Комптона" class="link_thumb"> 8 !} Interacțiunea razelor X cu materia Răspândire coerentă Efect fotoelectric Imprăștire incoerentă > Av (efectul Compton) hν = Av + Ek+ hν" – ecuația Compton"> > Av (efectul Compton) hν = Av + Ek+ hν" – ecuația Compton"> > Av (efectul Compton) hν = Av + Ek+ hν" – Ecuația Compton" title="(!LANG:Interacțiunea razelor X cu materia Răspândire coerentă Efect fotoelectric Imprăștire incoerentă hν> Av (efect Compton) hν = Av + Ek+ hν" – уравнение Комптона"> – уравнение Комптона" title="Interacțiunea razelor X cu materia Răspândire coerentă Efect fotoelectric Imprăștire incoerentă hν> Av (efect Compton) hν = Av + Ek+ hν" – уравнение Комптона"> !}

Aplicarea diagnosticului de radiații cu raze X (până la 120 keV) Radiografie Imagine pe film Imagine fluoroscopică pe ecran luminiscent cu raze X Terapie cu raze X keV

Densitatea de ionizare liniară este raportul dintre ionii de același semn, dn, formați de o particulă ionizantă încărcată pe o cale elementară dL, și lungimea acestei căi. I = dn/dL Puterea de oprire liniară este raportul dintre energia dE pierdută de o particulă ionizantă încărcată în timpul parcurgerii unei căi elementare dL și lungimea acestei căi. S = dE/dL

Caracteristici α-radiație - radiație Viteză, cm/s2 Energie, MeV70,01 3 Run (aer)2 9 cm cm Run (țesut)0,01 cm1 1,5 cm Densitate de ionizare (perechi de ioni/cm) 50 Interacțiune cu substanța

Elemente de dozimetrie Doza de radiație (doza absorbită) este raportul dintre energia transferată unei substanțe și masa acesteia. 1 rad = Gy

Elemente de dozimetrie Doza de expunere X este o măsură a ionizării aerului prin raze X sau radiații gamma. se formează ioni care poartă o sarcină egală cu 1 unitate CGS din fiecare semn. 1Р = 2,58 10 -4 C/kg; D = fX

Doza echivalentă Vă permite să comparați efectele biologice cauzate de diferite radiații radioactive K - factorul de calitate (RBE) arată de câte ori eficiența acțiunii biologice a acestui tip de radiații este mai mare decât radiațiile X sau gama. H \u003d KD [N] \u003d Sievert (Sv) 1rem \u003d 0,01 Sv

Doză nesistemică J/kg=Gy absorbită 1 Gy = 100 rad rad 1 rad = 0,01 Gy Puterea absorbită W/kg=Gy/srad/s C/kg Puterea de expunere C/(kg s) = A/kg (amperi per kg) R/sR/s Echivalent J/kg=Sv 1Sv = 100 rem rem 1 rem = 0,01 Sv Putere echivalentă Sv/s=J /(kg s)rem/s Raporturi între unitățile de doză

LITERATURA RECOMANDATĂ Obligatoriu: Remizov A.N. Fizică medicală și biologică: manual. -M.: Butarda, Suplimentar: Fedorova V.N. Un scurt curs de fizică medicală și biologică cu elemente de reabilitare: un manual. -M.: Fizmatlit, Antonov V.F. Fizica si biofizica. Curs de prelegeri: manual.-M.: GEOTAR-Media, Bogomolov V.M. Kinetoterapie generală: manual. -M.: Medicină, Samoilov V.O. Biofizica medicala: manual. - Sankt Petersburg: Spetslit, Ghid pentru munca de laborator în fizica medicală și biologică pentru auto-studiu. munca elevilor / comp. O.D. Bartseva și colab. Krasnoyarsk: Litera-print, Culegere de sarcini în fizica medicală și biologică: un manual pentru auto-st. lucrări elevului / comp. O.P. Kvashnina și alții - Krasnoyarsk: tip KrasGMA, Fizică. Metode de cercetare fizică în biologie și medicină: metoda. instrucțiuni pentru extraaudit. munca elevilor pe special – pediatrie / comp. O.P.Kvashnina și alții.-Krasnoyarsk: tip.KrasGMU, Resurse electronice: EBS KrasGMU Resurse internet Biblioteca electronică medicală. T.4. Fizică și biofizică.- M.: doctor rus, 2004.

Bryzgalev Kirill

Descarca:

Previzualizare:

Pentru a utiliza previzualizarea prezentărilor, creați un cont Google (cont) și conectați-vă: https://accounts.google.com

Subtitrările diapozitivelor:

Prezentare pe tema „Raze X” Bryzgalev Kirill 11 „A” 2012

Descoperirea razelor X Razele X au fost descoperite în 1895 de către fizicianul german Wilhelm Roentgen. Roentgen a știut să observe, a știut să observe ceva nou acolo unde mulți oameni de știință înaintea lui nu descoperiseră nimic remarcabil. Acest cadou special l-a ajutat să facă o descoperire remarcabilă. La sfârșitul secolului al XIX-lea, atenția generală a fizicienilor a fost atrasă de o descărcare de gaz la presiune scăzută. În aceste condiții, s-au creat fluxuri de electroni foarte rapizi în tubul cu descărcare în gaz. Pe vremea aceea se numeau raze catodice. Natura acestor raze nu a fost încă stabilită cu certitudine. Se știa doar că aceste raze își au originea la catodul tubului. După ce a început studiul razelor catodice, Roentgen a observat curând că placa fotografică de lângă tubul de descărcare s-a dovedit a fi iluminată chiar și atunci când era înfășurată în hârtie neagră. După aceea, a reușit să observe un alt fenomen foarte frapant. Un ecran de hârtie umezit cu o soluție de bariu platină-cianură a început să strălucească dacă era înfășurat în jurul tubului de descărcare. Mai mult, atunci când radiografiile îi ținea mâna între tub și ecran, umbrele întunecate ale oaselor erau vizibile pe ecran pe fundalul contururilor mai deschise ale întregii mâini.

Descoperirea razelor X Omul de știință și-a dat seama că în timpul funcționării tubului de descărcare apar niște radiații necunoscute anterior, puternic penetrante. El a numit-o raze X. Ulterior, termenul „raze X” a fost ferm stabilit în spatele acestei radiații. Roentgen a descoperit că noi radiații au apărut în punctul în care razele catodice (fluxurile de electroni rapizi) s-au ciocnit cu peretele de sticlă al tubului. În acest loc, sticla strălucea cu o lumină verzuie. Experimentele ulterioare au arătat că razele X apar atunci când electronii rapizi sunt încetiniți de orice obstacol, în special de electrozii metalici.

Proprietățile razelor X Imediat a existat o presupunere că razele X sunt unde electromagnetice care sunt emise în timpul unei decelerații bruște a electronilor. Spre deosebire de razele de lumină din spectrul vizibil și razele ultraviolete, razele X au o lungime de undă mult mai scurtă. Lungimea lor de undă este mai mică, cu atât energia electronilor care se ciocnesc cu un obstacol este mai mare. Puterea mare de penetrare a razelor X și celelalte caracteristici ale acestora au fost asociate tocmai cu o lungime de undă mică. Dar această ipoteză avea nevoie de dovezi, iar dovezile au fost obținute la 15 ani după moartea lui Roentgen.

Difracția cu raze X Dacă razele X sunt unde electromagnetice, atunci ele trebuie să prezinte difracție, un fenomen comun tuturor tipurilor de unde. La început, razele X au fost trecute prin fante foarte înguste ale plăcilor de plumb, dar nu a putut fi detectat nimic asemănător cu difracția. Fizicianul german Max Laue a sugerat că lungimea de undă a razelor X este prea scurtă pentru a detecta difracția acestor unde de către obstacole create artificial. La urma urmei, este imposibil să faci un spațiu de 10 -8 cm în dimensiune, deoarece aceasta este dimensiunea atomilor înșiși. Dar dacă razele X au aproximativ aceeași lungime cu cea totală? Atunci singura opțiune rămasă este să folosești cristalele. Sunt structuri ordonate în care distanțele dintre atomi individuali sunt egale în ordinea mărimii cu dimensiunea atomilor înșiși, adică 10 -8 cm. Un cristal cu structura sa periodică este acel dispozitiv natural care trebuie să provoace inevitabil difracție de undă vizibilă dacă lungimea lor sunt apropiate de dimensiunea atomilor.

Difracția razelor X Și acum un fascicul îngust de raze X a fost îndreptat către cristalul, în spatele căruia se afla placa fotografică. Rezultatul este pe deplin în concordanță cu cele mai optimiste așteptări. Odată cu pata centrală mare, care a fost produsă de razele care se propagă în linie dreaptă, în jurul patei centrale au apărut pete mici distanțate în mod regulat (Fig. 50). Apariția acestor pete ar putea fi explicată doar prin difracția razelor X din structura ordonată a cristalului. Studiul modelului de difracție a făcut posibilă determinarea lungimii de undă a razelor X. S-a dovedit a fi mai mică decât lungimea de undă a radiației ultraviolete și a fost egală în ordinea mărimii cu dimensiunea unui atom (10 -8 cm).

Utilizarea razelor X

Dispozitiv cu tub cu raze X În prezent, au fost dezvoltate dispozitive foarte avansate numite tuburi cu raze X pentru a produce raze X. Figura 51 prezintă o diagramă simplificată a unui tub cu raze X electronice. Catodul 1 este o spirală de wolfram care emite electroni datorită emisiei termoionice. Cilindrul 3 concentrează fluxul de electroni, care apoi se ciocnesc cu electrodul metalic (anodul) 2 . Aceasta produce raze X. Tensiunea dintre anod și catod ajunge la câteva zeci de kilovolți. Se creează un vid profund în tub; presiunea gazului în acesta nu depășește 10 -5 mm Hg. Artă.

Dispozitiv cu tub cu raze X În tuburile cu raze X puternice, anodul este răcit cu apă curentă, deoarece o cantitate mare de căldură este eliberată în timpul decelerației electronilor. Doar aproximativ 3% din energia electronilor este transformată în radiații utile. Razele X au lungimi de undă cuprinse între 10 -9 și 10 -10 m. Au o putere mare de penetrare și sunt folosite în medicină, precum și pentru studiul structurii cristalelor și a moleculelor organice complexe.

Referințe: http://images.yandex.ru/yandsearch?text=%D1%80%D0%B5%D0%BD%D1%82%D0%B3%D0%B5%D0%BD%D0%BE%D0 %B2%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B5%20%D0%BB%D1%83%D1%87%D0%B8&stype=image&noreask=1&lr=213 http://www.fizika9kl. pm298.ru/g3_u6.htm http://images.yandex.ru/yandsearch?p=1&text=%D0%A1%D0%B2%D0%BE%D0%B9%D1%81%D1%82%D0% B2%D0%B0+%D1%80%D0%B5%D0%BD%D1%82%D0%B3%D0%B5%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D1%81%D0%BA% D0%B8%D1%85+%D0%BB%D1%83%D1%87%D0%B5%D0%B9&rpt=image http://images.yandex.ru/yandsearch?text=%D0%9F%D1 %80%D0%B8%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5+%D1%80%D0%B5%D0%BD%D1%82 %D0%B3%D0%B5%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D1%81%D0%BA%D0%B8%D1%85+%D0%BB%D1%83%D1%87% D0%B5%D0%B9&rpt=image&img_url=pics.livejournal.com%2Frus_uk%2Fpic%2F000hk7pq http://images.yandex.ru/yandsearch?p=407&text=%D0%A3%D1%81%D1%82% D1%80%D0%BE%D0%B9%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%BE%20%D1%80%D0%B5%D0%BD%D1%82%D0%B3% D0%B5%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B9%20%D1%82%D1%80%D1%83%D0%B1% D0%BA%D0%B8&img_url=climatblog.info%2Fuploads%2Fposts%2F2011-01-19%2F fullj-effekt_1.jpg&rpt=simage

Vizualizări