«Рентгеновская и позитронная томография»

Скачать 289.09 Kb.

Название	«Рентгеновская и позитронная томография»
страница	4/8
Дата публикации	15.12.2014
Размер	289.09 Kb.
Тип	Реферат

100-bal.ru > Физика > Реферат

1 2 3 4 5 6 7 8

Дифракция рентгеновского излучения

Дифракция рентгеновского излучения дает важную информацию о твердых телах – их атомной структуре и форме кристаллов, а также о жидкостях, аморфных телах и больших молекулах. Дифракционный метод применяется также для точного определения межатомных расстояний, выявления напряжений и дефектов и для определения ориентации монокристаллов. По дифракционной картине можно идентифицировать неизвестные материалы, а также обнаружить присутствие в образце примесей и определить их. Рентгеновская дифракционная кристаллография крайне важна для определения структур сложных больших молекул, таких, как молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК).

Эксперименты по дифракции рентгеновского излучения на щелях и дифракционных решетках показывали, что оно относится к электромагнитному излучению и имеет длину волны порядка 10^–8–10^–9 см. Еще раньше ученые, в частности У.Барлоу, догадывались, что правильная и симметричная форма естественных кристаллов обусловлена упорядоченным размещением атомов, образующих кристалл. В некоторых случаях Барлоу удалось правильно предсказать структуру кристалла. Величина предсказываемых межатомных расстояний составляла 10^–8 см. То, что межатомные расстояния оказались порядка длины волны рентгеновского излучения, в принципе позволяло наблюдать их дифракцию. В результате возник замысел одного из самых важных экспериментов в истории физики. Немецкий физик М.Лауэ организовал экспериментальную проверку этой идеи. За свое открытие дифракции рентгеновских лучей на кристаллах Лауэ стал лауреатом Нобелевской премии.

Принципы дифракции рентгеновского излучения. Чтобы понять явление дифракции рентгеновского излучения, нужно рассмотреть по порядку: природу кристаллической структуры, спектр рентгеновского излучения и само явление дифракции.

Атомы в кристаллической структуре располагаются с правильной периодичностью, образуя последовательность одинаковых ячеек – пространственную решетку. Некоторые решетки (например, для большинства обычных металлов) довольно просты, а другие (например, для молекул белков) весьма сложны (см.рисунок: а - алмаз, б - хлористый натрий NaCl, в - бафертисит).

Для кристаллической структуры характерно следующее: если от некоторой заданной точки одной ячейки сместиться к соответствующей точке соседней ячейки, то обнаружится точно такое же атомное окружение. И если некоторый атом расположен в той или иной точке одной ячейки, то в эквивалентной ей точке любой соседней ячейки будет находиться такой же атом. Этот принцип строго справедлив для совершенного, идеально упорядоченного кристалла. Однако многие кристаллы (например, металлические твердые растворы) являются в той или иной степени неупорядоченными, т.е. кристаллографически эквивалентные места могут быть заняты разными атомами. В этих случаях определяется не положение каждого атома, а лишь положение атома, «статистически усредненного» по большому количеству частиц (или ячеек).

Характеристическое рентгеновское излучение состоит из серий спектральных линий высокой степени монохроматичности, определяемых материалом анода. С помощью фильтров можно выделить наиболее интенсивные из них. Поэтому, выбрав соответствующим образом материал анода, можно получить источник почти монохроматического излучения с очень точно определенным значением длины волны. Характеристический спектр накладывается на непрерывный «белый» спектр значительно меньшей интенсивности, обусловленный торможением в аноде падающих электронов. Таким образом, от каждого анода можно получить два типа излучения: характеристическое и тормозное, каждое из которых играет по-своему важную роль

Если волны (например, звук, свет, рентгеновское излучение) проходят через небольшую щель или отверстие, то последние могут рассматриваться как вторичный источник волн, а изображение щели или отверстия состоит из чередующихся светлых и темных полос. Далее, если имеется периодическая структура из отверстий или щелей, то в результате усиливающей и ослабляющей интерференции лучей, идущих от разных отверстий, возникает четкая дифракционная картина. Дифракция рентгеновского излучения – это коллективное явление рассеяния, при котором роль отверстий и центров рассеяния играют периодически расположенные атомы кристаллической структуры. Взаимное усиление их изображений при определенных углах дает дифракционную картину, аналогичную той, которая возникла бы при дифракции света на трехмерной дифракционной решетке.

Рассеяние происходит благодаря взаимодействию падающего рентгеновского излучения с электронами в кристалле. Вследствие того, что длина волны рентгеновского излучения того же порядка, что и размеры атома, длина волны рассеянного рентгеновского излучения та же, что и падающего. Этот процесс является результатом вынужденных колебаний электронов под действием падающего рентгеновского излучения.

1 2 3 4 5 6 7 8

Похожие:

	Рентгеновская и магнитно-резонансная компьютерная томография в диагностике... Работа выполнена в Научном Центре сердечно-сосудистой хирургии имени А. Н. Бакулева рамн		Магнитно-резонансная томография Мрт, пэт, микроволновая, лазерная и ультразвуковая томография, квазистатическая электромагнитная томография. Терагностика. Ямр спектроскопия...
	Клинические рекомендации по диагностике и лечению больных меланомой кожи москва 2014 Используемые сокращения: меланома кожи (МК), ультрафиолетовое излучение (уфи), дезоксирибонуклеиновая кислота (днк), ультразвуковое...		Реферат Отчет 33 с., 2 ч., 26 рис., 2 табл., 7 источников Ключевые слова: фазовый химический состав, эффективный заряд атомов, рентгеновская эмиссионная спектроскопия, спектроскопия отражения...
	Реферат Отчет 89 с., 6 ч., 35 рис., 2 прил Ключевые слова – сейсмология, землетрясение, сейсмическая томография, обратные задачи, геоэлектрика, унч-излучение, магнитное пересоединение,...		Реферат Отчет 65 с., 3 ч., 26 рис., 8 табл., 53 источника Фазовый химический состав, эффективный заряд атомов, рентгеновская эмиссионная спектроскопия, спектроскопия отражения рентгеновских...
	Бодрова ирина Витальевна компьютерная томография (мскт) в диагностике... Р 17 Разработка управленческих решений : учеб метод комплекс для студентов специальности 080504 «Государственное и муниципальное...		Функциональная мультиспиральная компьютерная томография (фмскт) в... Методические указания по выполнению лабораторной работы «Определение серосодержащих соединений в природных и сжиженных газах»
	Программа к вступительному экзамену в аспирантуру по специальности 14. 01. 19 Детская хирургия Портальная гипертензия у детей. Клиника, диагностическая ценность специальных методов исследования (спленопортография, спленоманометрия,...		Stem-томография для просвечивающего электронного микроскопа Программа предназначена для проведения томографических экспериментов в электронном микроскопе Zeiss Libra 200 hr fe в сканирующем...
	Магнитно-резонансная томография в комплексной диагностике острых... Рабочая программа по чтению и развитию речи разработана на основе государственной учебной программы «Программы специальных (коррекционных)...		Постановление От 23 января 2013 г. №1 Протокол №1 § 1-2 г. Новосибирск... Рамн как с научной, так и с клинической стороны, развитие этой проблемы планируется в «Стратегии развития медицинской науки в Российской...

Школьные материалы