Тема 1 Квантовые свойства электромагнитного излучения (стр. 26 )

1.      Определите коротковолновую границу сплошного спектра рентгеновского излучения, если рентгеновская трубка работает под напряжением 30 кВ.

2.      Вычислите наибольшую длину волны в К – серии характеристического рентгеновского спектра скандия ( = 21).

3.      При исследовании линейчатого рентгеновского спектра некоторого элемента было найдено, что длина волны -линии равна 76 пм. Какой элемент был источником излучения?

4.      Какую наименьшую разность потенциалов нужно приложить к рентгеновской трубке, антикатод которой покрыт ванадием ( = 23), чтобы в спектре рентгеновского излучения регистрировались все линии К-серии ванадия? Граница К-серии ванадия  = 226 пм.

5.      Определите энергию фотона, соответствующего линии  в характеристическом спектре марганца ( = 25).

6.      В атоме вольфрама электрон перешел с М-слоя на -слой. Принимая постоянную экранирования  = 5,5, определите длину волны испущенного фотона.

7.      Воздух, находящийся при нормальных условиях в ионизационной камере объемом 6 см3, облучается рентгеновским излучением. Мощность экспозиционной дозы рентгеновского излучения  = 0,48 мР/ч. Определите ионизационный ток насыщения .

8.      Найдите для алюминия толщину слоя половинного ослабления для рентгеновских лучей некоторой длины волны. Массовый коэффициент поглощения алюминия для этой длины волны  = 5,3 м2/кг.

9.      Сколько слоев половинного ослабления необходимо для уменьшения интенсивности рентгеновских лучей в 80 раз?

10.  Определите, под каким углом на кристалле каменной соли происходит дифракция рентгеновского излучения во второй порядок, если кристалл каменной соли установлен под углом  = 140; разность потенциалов, при которой впервые появилась спектральная линия, соответствующая этому углу,  = 9,1 кВ; постоянная решетки кристалла  = 281 пм.

11.   Определите отношение массовых коэффициентов поглощения кости  и воды .

12.  К электродам рентгеновской трубки приложена разность потенциалов 60 кВ. Наименьшая длина волны рентгеновского излучения, получаемого с применением данной трубки,  = 20,6 пм. Определите на основании этих данных постоянную Планка.

13.  Определите длину волны, соответствующую коротковолновой границе сплошного рентгеновского спектра в ситуациях, когда между электродами рентгеновской трубки создана разность потенциалов , равная: 30, 40, 50 кВ.

14.  Длина волны гамма-излучения радия  = 1,6 пм. Какую разность потенциалов надо создать между электродами рентгеновской трубки, чтобы получить рентгеновские лучи с такой длиной волны?

15.  На рентгеновскую трубку подано напряжение 1 МВ. Определите наименьшую длину волны испускаемого излучения.

16.  При увеличении напряжения на рентгеновской трубке в 1,5 раза длина волны коротковолновой границы рентгеновского спектра изменилась на 0,026 нм. Найдите первоначальное напряжение на трубке.

17.  Найдите длину волны коротковолновой границы сплошного рентгеновского спектра, если известно, что скорость электронов, подлетающих к антикатоду трубки, , где с – скорость света в вакууме.

18.  В соответствии с законом Мозли частота  излучения, соответствующего -линии рентгеновского излучения, зависит от номера атома в Периодической системе элементов следующим образом: . Выразите приблизительно коэффициент  через фундаментальные физические постоянные. Объясните, почему частоты спектральных линий рентгеновского излучения изменяются от элемента к элементу в соответствии с таким простым законом, а частоты линий оптических спектров описываются более сложно. Вычислите длину волны и энергию фотона, соответствующего -линии в спектре характеристического излучения платины.

19.  Какую наименьшую разность потенциалов нужно создать между электродами рентгеновской трубки, чтобы получить все линии К – серии, если в качестве материала антикатода использовать: а) медь ( = 29); б) серебро ( = 47); в) вольфрам ( = 74); г) платину ( = 78)?

20.  Считая, что формула Мозли с достаточной степенью точности выражает связь между длиной волны характеристического рентгеновского излучения и порядковым номером элемента , из которого выполнен антикатод, найдите наибольшую длину волны линий К –серии рентгеновских лучей, испускаемых трубкой с антикатодом из: а) железа ( = 26); б) меди ( = 29); в) молибдена ( = 42); г) серебра ( + 29); д) тантала ( = 73); е) вольфрама ( = 74); ж) платины ( = 78). Для К – оболочки постоянная экранирования  = 1.

21.  При переходе электрона в атоме из  -слоя в К –слой испускаются рентгеновские лучи с длиной волны  = 78,8 пм. Какой это атом? Для К – оболочки постоянная экранирования  = 1.

22.  Определите длину волны - линии элемента периодической системы элементов , начиная с которого следует ожидать появления - серии характеристического рентгеновского излучения. Какой это элемент?

23.  Считая поправку  в законе Мозли равной единице, найдите:

а) каким элементам соответствуют - линии с длинами волн 193,5; 178,7; 165,6 и 143,4 пм; какова длина волны - линии элемента, пропущенного в этом ряду;

б) сколько элементов содержится в ряду между элементами, у которых длины волн - линий равны 2,50 и 1,79 пм.

24.  Для элементов конца периодической системы элементов поправка в законе Мозли значительно отличается от единицы. Убедитесь в этом на примере олова, цезия и вольфрама, длины волн - линий которых равны 49,2; 40,2; 21,0 пм.

25.  Определите напряжение на рентгеновской трубке с никелевым антикатодом, если разность длин волн - линий и коротковолновой границы сплошного рентгеновского спектра равна 84 пм.