ما الفرق بين الطيف المستمر المتصل والطيف الخطي المميز للأشعة السينية؟

1 إجابة واحدة

تُشير كلمة الأشعة السينية إلى أشعةٍ الكترومغناطيسية ذات مستوى طاقي مرتفع. والأشعة السينية هي عبارة عن فوتونات عالية الطاقة ذات أطوال موجية قصيرة بالتالي فإنّ تردداتها عالية للغاية. ويُعتبر التردد معيارًا هامًا للفوتونات لأنّه يُحدد طاقة الفوتون. حيث تُصنف الفوتونات وفقًا لطاقتها من أمواج الراديو ذات الطاقة المنخفضة والأشعة تحت الحمراء مرورًا بالضوء المرئي وحتى الأشعة السينية عالية الطاقة وأشعة غاما.

غالبًا ما تكون الأطوال الموجية للأشعة السينية تتراوح بين 0.01 وحتى 10 نانومتر (بتردد بين 3×10^16 Hz to 3×10^19 Hz). وتستجيب إلى الطاقات في النطاق بين 100 الكترون فولط و100 كيلو الكترون فولط. أما الأشعة السينية ذات الأطوال الموجية الأدنى فهي تُصنّف ضمن أشعة غاما

طيف الأشعة السينية

طيف الأشعة السينية

بالنسبة للأشعة السينية المولدة عبر أنبوب الأشعة السينية فإنّ ذلك الجزء من الطاقة الذي يتحوّل إلى إشعاع يتراوح بين الصفر والقيمة القصوى لطاقة الإلكترون عندما يصطدم بالأنود. وتتحددّ الطاقة القصوى لفوتون الأشعة السينية الموّلدة بطاقة الإلكترون الساقط والتي تُساوي فرق الكمون على الأنبوب مضروبةً بقيمة شحنة الإلكترون.

بناء على ما سبق فإنّ أنبوبًا بطاقةٍ تُساوي 200 كيلو فولت لا يُمكنه توليد أشعةٍ سينية بطاقةٍ أعلى من 100 كيلو إلكترون فولت. وعندما تصطدم الإلكترونات بالهدف يتشكل لدينا أشعةٌ سينية من خلال عمليتين ذريتين مختلفتين.

طيف الأشعة السينية المستمر (المتصل) (Bremsstrahlung): طيف الأشعة السينية المستمر هو نوعٌ من الإشعاع الكهرومغناطيسي يتولد بتأثير تسارع أو تباطؤ إلكترون عندما يتسبب مجال كهرومغناطيسي قوي لنواة ذات رقم بروتون عالي (Z) بحرفه.

ومن الجدير بالذكر أن كلمة Bremsstrahlung هي كلمة ألمانية تعني حرفيًا أشعة الكبح. واستخدم المصطلح بسبب النظرية الكلاسيكية التي تقول أنّ الجسم المشحون الذي يتسارع أو يتباطأ يجب أن يُشعّ بالطاقة. وطيف الأشعة السينية المستمر هو أحد التفاعلات الممكنة لجسيمات الضوء المشحونة مع المادة (وخاصةً ذرات المادة ذات الأرقام الذرية العالية).

تمتلك تلك الأشعة السينية الناتجة طيفًا مستمرًا كما أنّ كثافة الأشعة السينية تزداد بشكل خطي مع تناقص التردد. ويتعلق طيف الأشعة السينية المستمر أو المتصل بفرق الكمون (الفولتية) في أنبوب الأشعة السينية وبطاقة الإلكترونات الواردة إلى المعدن الهدف. أما مادة الهدف فلا يؤثر عليه وهذا يعني أن تغيير مادة الهدف (من مولبيديوم إلى نحاسٍ على سبيل المثال لن يؤثر على الطيف المستمر للإشعاع).

الطيف الخطي المميز للأشعة السينية: عندما يمتلك الإلكترون طاقةً حركية كافية يستطيع طرد إلكترون في المدار الخارجي خارج الذرة المعدنية. بعد إطلاق إلكترونات عالية الطاقة على جسم يصطدم هذا الإلكترون بآخر من الجسم المستهدف ويخرج من الغلاف الداخلي للذرة ويترك تلك الذرة بفراغٍ في المستوى الطاقي يُسمى الثقب الأساسي.

بما أن هذه العملية تخلق فراغًا في المستوي الطاقي الذي أتى منه الإلكترون فإنّ الالكترونات الخارجية تأتي تنتقل إلى المدارات الدنيا لملء المدارات الدنيا فيتم إطلاق شعاع من الطيف الخطي المميز للأشعة السينية أو أكثر.

كنتيجة للعملية تظهر لدينا القمم الحادة في الطيف بأطوال موجية مميزة للمادة التي يُصنع منها الهدف الذي اُطلقت عليه الإلكترونات.

أكمل القراءة

هل لديك إجابة على "ما الفرق بين الطيف المستمر المتصل والطيف الخطي المميز للأشعة السينية؟"؟