Legea Duane Hunt

Caracterizarea spectrului energetic al radiatiei emise de tubul de raze X la diferite tensiuni de accelerare Ua; identificarea spectrului continuu al radiatiei de franare.

Verificarea legii Duane Hunt de deplasare a lungimii de unda limita (min) cu tensiunea aplicata pe tub (min Ua-1 = const); determinarea constantei lui Planck.

Razele X sunt radiatii electromagnetice cu lungimea de unda (~ 1A, situate in domeniul spectral dintre raze (si ultraviolet. In aplicatii de laborator se folosesc uzual raze X cu (intre 0. 5 si 10A. 1 A = 10-10m; 1 nm = 10A; 1 pm = 0. 01A 1 eV = 1. 602 10-19J (Domeniul spectral ocupat de radiatiile X se extinde spre lungimi de unda mai scurte respectiv spre lungimi de unda mai mari. Razele X cu (intre 0. 01 si 0. 5 A se numesc dure si au aplicatii in radiografia industriala sau in medicina, iar cele cu lungimi de unda mai mari, intre 10 si 100 A, se numesc moi). Spectrul radiatiei electromagnetice emise de o sursa reprezinta distributia pe lungimi de unda a intensitatii radiatiei, I sau a numarului de fotoni N emisi in intervalul (+d. Analog se poate defini spectrul energetic N (distributia pe energii a numarului de fotoni emisi), respectiv spectrul de frecvente N. 3. 2. Radiatia emisa de tubul de raze X Spectrul de emisie al unei surse de raze X depinde de natura sursei si de parametrii de functionare. Sursa folosita uzual in laborator este tubul de raze X. Acesta este alcatuit din doi electrozi, un catod cald (filament) si un anod (anticatod), inchisi intr-o incinta vidata. Intre cei doi electrozi se aplica o tensiune inalta Ua, de ordinul zecilor de kilovolti. Electronii emisi de filament si accelerati la diferenta de potential Ua bombardeaza anticatodul in care sunt incetiniti, energia lor transformandu-se in caldura sau energie electromagnetica. Aceasta din urma se manifesta prin emisia de raze X. Distributia spectrala a radiatiei X emise de anticatod este alcatuita din doua componente: radiatia caracteristica elementului anticatodului, cu spectru discret, emisa de atomii excitati prin ciocniri cu electronii din fasciculul incident; radiatia de franare, cu spectru continuu, produsa prin decelerarea (franarea) electronilor in tinta metalica; In lucrare se studiaza cea de a doua componenta a radiatiei emise de tub.

3. 3. Radiatia X de franare Conform electromagnetismului clasic, orice sarcina electrica aflata in miscare accelerata emite radiatie electromagnetica. In tubul de raze X, electronii care bombardeaza anticatodul sunt decelerati (franati brusc) si ca urmare emit radiatie electromagnetica. La o valoare data a tensiunii de accelerare, in spectrul continuu al radiatiei de franare exista o lungime de unda minima (min), respectiv o frecventa maxima (max). Limita (min nu depinde de natura anticatodului, fiind determinate numai de tensiunea inalta Ua, aplicata pe tub.

In 1915, Duane si Hunt gasit ca produsul (Ua. (min) este constant si au ...