Покоренный электрон - [37]
Тут происходит явление, несколько напоминающее то, что происходит в оболочке атома, когда образуются кванты видимого света. Каждый «прыжок» электрона в оболочке атома с более высокого уровня на более низкий рождает квант света. Причем энергия кванта в точности равна энергии, потерянной атомом при одном «прыжке» электрона.
В рентгеновской трубке электроны совершают гораздо большие прыжки — они перелетают с катода на анод. По дороге электроны сильно разгоняются в электрическом поле и при ударе теряют большую энергию.
Чем большую разность потенциалов проходит электрон, тем большую скорость он приобретает и тем больше энергии теряет при ударе, а следовательно, тем больше энергия излучаемых рентгеновских квантов.
В современных рентгеновских аппаратах применяется напряжение от 50 тысяч и до двух миллионов вольт. При этом возникают такие жесткие лучи, что с их помощью фотографируют внутреннее строение очень крупных металлических изделий: валов машин, стенок паровых котлов и т. д.
В приборах, созданных советскими учеными Терлецким и Векслером, удается разгонять электроны до скоростей, приближающихся к скорости света!
Ударяясь об анод, такие электроны рождаю г лучи, которые превосходят по своей проницающей способности даже гамма-лучи, образующиеся в атомах радиоактивных элементов при их распаде. Мощные советские рентгеновские аппараты превратились в приборы для получения и использования гамма-излучения.
Искусственные гамма-лучи дают возможность просвечивать слои тяжелых металлов большой толщины.
Эта победа советской науки показывает, как ученые, проникая в сущность явлений, научаются управлять ими и использовать их для практических целей.
Первый рентгеновский аппарат в России построил в 1896 году Александр Степанович Попов для кронштадтского госпиталя.
К настоящему времени рентгеновские аппараты и приемы работы с ними достигли большого совершенства. В Советском Союзе есть несколько заводов, изготовляющих рентгеновские аппараты и фотоматериалы для них. Созданы мощные рентгеновские установки для сложных исследований и легкие переносные приборы, которые умещаются в двух небольших чемоданах.
В нашей стране, где осуществлено бесплатное медицинское обслуживание населения, рентгеновская аппаратура широко применяется в поликлиниках, больницах и санаториях. В случае надобности рентгеновские аппараты доставляют к больному на дом.
Рентгеновские лучи пригодились в медицине не только для просвечивания. Они оказались также хорошим лечебным средством и помогают врачам бороться со злокачественными опухолями и другими тяжелыми недугами.
Широкое применение нашли рентгеновские аппараты в советской промышленности. Их устанавливают в цехах, в заводских лабораториях, с их помощью проверяют качество изделий. Скрытые трещины, внутренние пороки, раковины, совершенно незаметные при наружном осмотре, не могут укрыться от проницательного взора инженера-рентгенографа.
Огромную пользу принесли рентгеновские лучи науке. Они позволили ученым проникнуть взглядом в такие тайники природы, о которых физики прошлого столетия не могли даже мечтать.
Например, издавна было известно, что алмаз, уголь и графит состоят из одного и того же химического элемента — углерода. По своему химическому составу алмаз от графита решительно ничем не отличается. Но как непохожи они друг на друга! Алмаз — самый твердый из минералов, он легко режет стекло. Графит — один из самых мягких минералов, его без труда можно растереть пальцами. Алмаз блестящ и прозрачен, графит черен и непрозрачен. Оба вещества построены из одних и тех же атомов, а разница между ними огромная.
Таких химических элементов, которые могут образовывать разные вещества, известно несколько: фосфор бывает стекловидным — желтым и красным — почти металлическим; сурьма иногда имеет вид твердого серебристо-белого металла, а иногда — желтой хрупкой массы.
До последних лет никто не мог сказать, почему так резко отличается алмаз от графита или желтый фосфор от красного.
Причину такого различия удалось разгадать с помощью рентгеновских лучей, — ими начали исследовать строение кристаллов.
Вдумчивых людей давно интересовала причина удивительного постоянства формы кристаллов. Поваренная соль всегда кристаллизуется в виде кубиков. Горный хрусталь имеет форму шестигранных столбиков, сера — иголочек, а снежинки — шестиугольных пластинок, которые, сцепляясь между собой, образуют красивые шестилучевые звездочки.
Геометрически правильная форма кристаллов наводила на мысль, что атомы и молекулы вещества располагаются в кристаллах в строгом порядке. Кристаллы — это своеобразные архитектурные сооружения, в которых каждый атом занимает свое место (рис. 49).
Рис. 49. Расположение атомов в кристалле поваренной соли.
Рентгеновские лучи позволили проверить и подтвердить эту догадку.
На кристалл сернистого цинка направили узкий пучок рентгеновских лучей, а позади кристалла на некотором расстоянии поставили фотографическую пластинку (рис. 50).
Рис. 50. Схема прибора для просвечивания кристаллов.
Если бы вещество в кристаллах было не ажурным, а сплошным, то и тень кристаллов получилась бы сплошной, равномерно серой. Однако изображение кристалла на рентгеноснимке получилось не однообразным.
