X-zrake: što su oni?

Vrste zračenja

Iako su ljudske oči vrlo složene u svom dizajnu i mogu se prilagoditi različitim udaljenostima i tipovima osvjetljenja, samo percipiraju sunčevo zračenje. U isto vrijeme, znanost također poznaje i druge elektromagnetske tokove, kao što su radiovalovi, infracrveni (toplinski) i ultraljubičasti valovi, kao i gama i rendgenske zrake. Potonji su po svojoj dužini i svojstvima vrlo slični i ne razlikuju se toliko po svojoj fizičkoj prirodi koliko u metodi proizvodnje. Gama zračenje javlja se tijekom raspada radioaktivni elementi i X-zrake se pojavljuju kada su bombardirane elektronima ili istim rendgenskim zrakama tijela. Ova vrsta energije može biti od velike koristi za osobu i također predstavlja ozbiljnu opasnost. Zvijezde ih emitiraju (uključujući Sunce), a često se koriste u industriji, bolnicama i laboratorijima. Stoga, neće biti suvišno saznati više o zrakama.

Rendgensko otkrivanje

Da nije bilo radoznalosti i promatranja njemačkog fizičara Wilhelma Roentgena, čovječanstvo bi dugo ostalo nesvjesno njihovog postojanja. Godine 1895. mnogi su se fizičari zanimali za prirodu i svojstva katodnih zraka, koji su se pojavili kao rezultat pražnjenja plina pod niskim tlakom. Vodeći eksperimente s takvim zračenjem, V. Roentgen je primijetio da je fotografska ploča, koja nije bila daleko od cijevi za pražnjenje, počela svijetliti čak i kada je bila umotana u crni papir. A onda ga je pogodio još jedan čudan fenomen: bilo je dovoljno omotati cijev za pražnjenje papirnatim zaslonom, koji je prethodno bio natopljen otopinom platinasto-sinergističkog barija, i on je iznenada počeo sjajiti. A kad je znanstvenik držao ruku između zaslona i cijevi, tamni obrisi kostiju bili su vidljivi na svjetlijoj pozadini cijele ruke. Fizičar je shvatio da je došao do tog otkrića i nazvao je nove rendgenske zrake, a kasnije im se pridruţilo drugo ime: X-zrake. Naknadni eksperimenti su pokazali da se takvi valovi pojavljuju kada se na putu brzih elektrona, uključujući metalne elektrode, pojave bilo kakve prepreke.

Rendgenska svojstva

Zračenje, otvoreno rendgenskim snimanjem, utjecalo je na fotografsku ploču i uzrokovalo ionizaciju zraka, ali u isto vrijeme nije bilo vidljivo da se reflektira od bilo koje tvari ili prolazi kroz refrakciju. A smjer njegovog širenja nije ovisio o elektromagnetskom polju. Snažna moć prodiranja rendgenskih valova i drugih svojstava znanstvenika pripisuje se njihovoj maloj duljini. Prva pretpostavka je da su X-zrake elektromagnetski valovi koji proizlaze iz oštrog usporavanja elektrona, to je bila samo hipoteza koja je trebala biti potvrđena. A oni su dobiveni 15 godina nakon smrti izvanrednog njemačkog fizičara. Budući da su X-zrake valovi, moraju ih karakterizirati fenomen difrakcije. Isprva su to htjeli otkriti propuštanjem radijacije kroz mikroskopske pukotine u olovnim pločama, ali ništa takvo nije primijećeno.

Laue proboj

A onda je to predložio njemački fizičar M. Laue valna duljina premala da bi primijetila difrakciju na umjetnim preprekama, a zatim su znanstvenici odlučili koristiti kristale s uređenom rešetkom atoma. Rezultat u praksi u potpunosti je potvrdio teorijske pretpostavke: na fotografskoj ploči su se pored velike središnje točke pojavljivale i male točkice. Ovaj fenomen može se objasniti samo difrakcijom, a zahvaljujući tome moguće je odrediti duljinu rendgenskog vala. Pokazalo se da je manji ultraljubičasto zračenje i po svom redu približno odgovara veličini atoma. Frekvencija takvih valova je u rasponu od 3 • 10 ¹⁶ do 3 • 10 ²⁰ Hz.