Предлагаемый в русском переводе 30-й том Энциклопедии физики (Hand-buch der Physik), издаваемой в ФРГ, но имеющей международный характер, является одним из томов этой Энциклопедии, посвященных рентгеновским лучам и их применениям. В данном томе помещен ряд статей, представляющих собой детальные обзоры современного состояния техники получения и исследования рентгеновских лучей, основных результатов этих исследований, применения рентгеновских лучей к исследованию энергетического спектра твердого тела, а также рентгеновской микроскопии..
Все статьи написаны крупными специалистами, активно работающими в соответствующих областях науки в ФРГ (Шаафс), Швеции (Сандстрём) и США (Томбулиан, Киркпатрик, Патти и Стефенсон). Этот том уже высоко оценен зарубежными специалистами по рентгеновским лучам, о чем свидетельствует все большее число ссылок на него в современной периодической литературе.
Поскольку работы советских исследователей по существу оказались вне ноля зрения авторов, списки литературы дополнены в основном обзорной советской литературой, в которой можно найти ссылки на многочисленные работы советских ученых. Кроме того, к отдельным местам текста сделаны примечания с указанием некоторых работ советских авторов. Все ссылки на литературу, добавленные редактором, отмечены звездочками. Отдельные ошибки оригинала исправлены в переводе без специальных оговорок.
В целом книга представляет несомненный интерес для широкого круги специалистов, работающих в области физики твердого тела, особенно для использующих методы рентгеновской спектроскопии.
М. А. Блохип
СОДЕРЖАНИЕ
От редактора перевода ................
Часть I
ПОЛУЧЕНИЕ РЕНТГЕНОВСКИХ ЛУЧЕЙ В. Шаафс
ГЛАВА 1. ИСТОРИЧЕСКОЕ ВВЕДЕНИЕ............................ 9
I. Открытие рентгеновских лучей...................... 9
| 1. Введение.............................. 9
§ 2. Основные опыты Рентгена и Лауэ ................. 9
II- Разработка рентгеновских трубок.................... 10
§ 3. Ионные трубки........................... 10
§ 4. Трубки с накаленным катодом................... 10
§ 5. Бетатрон.............................. 11
§ 6. Импульсные рентгеновские трубки................. 11
§ 7. Смысл и цель настоящей статьи.................. И
Г' Л А В А 2. ВОЗНИКНОВЕНИЕ И СОСТАВ ИЗЛУЧЕНИЯ РЕНТГЕНОВСКОЙ ТРУБКИ . . 12
I. Связь между катодными и рентгеновскими лучами............ 12
§ 8. Закон Эйнштейна.......................... 12
§ 9. Элементарные процессы....................... 13
§ 10. Правило частот Бора........................ 14
II. Спектр тормозного излучения...................... 14
§ 11. Форма спектра........................... 14
§ 12. Интенсивность........................... 16
§ 13.. Ослабление............................. 17
III. Характеристическое излучение...................... 18'
§ 14. Закон Мозли............................ 18
§ 15. Интенсивности........................... 20
§ 16. Монохроматизация......................... 20
IV. Коэффициент полезного действия при возбуждении рентгеновских лучей 22
§ 17. Коэффициент полезного действия.................. 22
§ 18. Температура анода......................... 23
V. Угловое распределение интенсивности рентгеновского излучения..... 24
| 19. Пространственное распределение излучения............. 24
VI. Жесткие рентгеновские лучи и у-излучение................ 27
§ 20. Гамма-излучение.......................... 27
§ 21. Эффект Комптона ......................... 27
§ 22. Образование пар.......................... 28
VII. Различные способы возбуждения рентгеновских лучей......... 30
§ 23. Возбуждение ионами........................ 30
§ 24. Закон смещения Вина....................... 30
ГЛАВА 3. ПОЛУЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОНОВ ДЛЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ РЕНТГЕНОВСКИХ
ЛУЧЕЙ................................................ 31
I. Газовый разряд как источник электронов................ 31
§ 25. Газовый разряд.......................... 31
§ 26. Характеристика ионной трубки................... 32.
II. Термоэлектронная эмиссия....................... 33
§ 27. Закон Ричардсона......................... 33
§ 28. Проницаемость........................... 34
§ 29. Характеристика .......................... 34
III. Автоэлектропная эмиссия........................ 35
§ 30. Работа выхода........................... 35
§ 31. Применение............................. 36
IV. Вторичная электронная и фотоэлектронная эмиссии........... 36
| 32. Вторичные электроны....................... 36
§ 33. Фотоэлектроны........................... 37
V. Высоковакуумный электрический пробой как источник электронов .... 37
| 34. Вакуумный пробой......................... 37
ГЛАВА 4. РЕНТГЕНОВСКИЕ ТРУБКИ С ХОЛОДНЫМ КАТОДОМ (ИОННЫЕ ТРУБКИ) 39
§ 35. Регенерация газа ......................... 39
§ 36. Охлаждение............................ 40
§ 37. Конструкции............................ 40
§ 38. Зарядка стенок........................... 42
ГЛАВА 5. РЕНТГЕНОВСКИЕ ТРУБКИ С НАКАЛЕННЫМ КАТОДОМ (ЭЛЕКТРОННЫЕ
ТРУБКИ) .............................................. 42
I. Рентгеновские трубки Кулиджа..................... 42
§ 39. Трубки Лилиенфельда ....................... 42
§ 40. Трубка Кулиджа.......................... 43
II. Дальнейшее развитие трубки Кулиджа................. 44
§ 41. Классификация........................... 44
§ 42. Допустимая нагрузка....................... 45
§ 43. Линейчатый фокус......................... 46
§ 44. Принципы конструкций....................... 47
§ 45. Однополюсные трубки....................... 47
III. Физические и технические рентгеновские трубки для средней области
длин волн................................. 48
§ 46. Простейшие типы трубок с накаленным катодом.......... 48
§ 47. Вращающийся анод......................... 49
§ 48. Качающийся анод......................... 53
§ 49. Полый анод ............................ 54
§ 50. Острофокусныо трубки........................ 54
§ 51. Трубки с конусным потоком излучения............... 55
§ 52. Сеточное управление......................... 56
IV. Схемы источников питания рентгеновских трубок............ 57
§ 53. Электрические схемы........................ 57
V. Получение жестких рентгеновских лучей................ 59
§ 54. Секционированные трубки ...................... 59
§ 55. Трубки с питанием от генератора Ван-де-Граафа.......... 60
§ 56. Высокочастотное питание...................... 61
VI. Получение мягких рентгеновских лучей................. 62
§ 57. Область длин волн......................... 62
§ 58. Эмиссионная спектроскопия..................... 63
| 59. Миниатюрные трубки........................ 64
I 60. Промышленные трубки для рентгеноструктурного анализа..... 65
| 61. Монохроматор, расположенный снаружи трубки........... 66
| 62. Внутренний монохроматор ..................... 66
| 63. Острый фокус, образованный электростатической линзой...... 67
| 64. Сверхмягкое излучение....................... 67
VII. Интенсивность излучения технических рентгеновских трубок и экспозиция ................................... 68
| 65. Общие указания.......................... 68
| 66. Нагрузка и экспозиция....................... 69
| 67. Испытание пленки......................... 71
ГЛАВА 6. ИМПУЛЬСНЫЕ РЕНТГЕНОВСКИЕ ТРУБКИ................... 71
I. Питание обычных рентгеновских трубок в импульсном режиме..... 71
| 68. Определение и назначение..................... 71
| 69. Импульсное питание........................ 72
§ 70. Импульсный трансформатор..................... 73
§ 71. Капацитрон............................. 74
| 72. Рентгеновская трубка с магнетроном................ 74
П. Специальные импульсные рентгеновские трубки............. 75
§ 73. Рентгеновские вспышки....................... 75
§ 74. Газонаполненные трубки...................... 75
| 75. Двухполюсная рентгеновская импульсная трубка.......... 76
§ 76. Высоковакуумная импульсная рентгеновская трубка с электродом
зажигания............................. 77
| 77. Влияние способа включения элементов схемы............ 79
§ 78. Разряд и фокус........................... 80
| 79. Отпаянные трубки......................... 80
| 80. Интерференционные картины от рентгеновских вспышек...... 81
| 81. Кинематография.......................... 82
III. Бетатрон и переход к ^-лучам...............•...... 83
i 82. Основной принцип......................... 83
| 83. Некото.рые конструкции....................... 85
| 84. Бетатрон Гунда........................... 85
ГЛАВА 7. ЗАЩИТА ОТ ИЗЛУЧЕНИЯ.............................. 88
§'85. Доза рентгеновского излучения................... 88
% 86. Допустимая доза.......................... 88
§ 87. Защитные мероприятия....................... 89
Литература................................... 90
Часть II
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ РЕНТГЕгЮВСКОЙ СПЕКТРОСКОПИИ В ОБЫЧНОЙ ОБЛАСТИ ДЛИН ВОЛН
А. Э. Сандстрсм
ГЛАВА 1. ОСНОВЫ РЕНТГЕНОВСКОЙ СПЕКТРОСКОПИИ................. 99
I. Основные свойства рентгеновских спектров............... 99
| 1. Исторические сведения......................, 99
| 2. Характеристическое и непрерывное излучение............ 100
"" 5 3. Серии рентгеновских спектров................... 101
| 4. Правила отбора в рентгеновских спектрах............. 104
" | 5. Дублеты и мультиплеты рентгеновских спектров.......... 105
~ | 6. Рентгеновские сателлиты...................... 106
П. Поглощение рентгеновских лучей .................... 107
§ 7. Спектры поглощения........................ 107
§ 8. Уровни экситонов.......................... 108
§ 9. Коэффициенты поглощения..................... 109
III. Отражение, интерференция и дисперсия рентгеновских лучей...... 112
§ 10. Избирательное отражение рентгеновских лучей. Закон Брэггов . . . 112
§ 11. Преломление рентгеновских лучей................. 113
§ 12. Предельный угол отражения.................... ИЗ
IV. Расширение области рентгеновских лучей. Определение единицы X ... 115
§ 13. «Кристаллическая шкала» и единица X............... 115
§ 14. Область обычных длин волн.................... 116
ГЛАВА 2. РЕНТГЕНОВСКИЕ СПЕКТРОГРАФЫ И СПЕКТРОМЕТРЫ.
117
I. Приборы с одним плоским кристаллом .................. 117
§ 15. Три возможных положения щели .................. 117
§ 16. Приборы со щелью перед кристаллом ............. ... 117
§ 17. Тубус-спектрографы и спектрометры ................ 121
§ 18. Спектрограф с лезвием ....................... 125
§ 19. Юстировка ........................ ..... 126
II. Двукристальные спектрометры ...................... 128
§ 20. Параллельное и антипараллельное положения двух кристаллов . . . 128
§ 21. Некоторые типы двукристальных спектрометров ........... 129
III. Спектрографы с изогнутыми кристаллами ................ 132
§ 22. Спектрографы с вертикальной фокусировкой ............ 132
§ 23. Спектрографы с горизонтальной фокусировкой ........... 133
§ 24. Приборы с отражением лучей от поверхности изогнутых кристаллов 136
§ 25. Приборы с прохождением лучей через изогнутый кристалл ..... 142
§ 26. Приборы с изогнутыми и шлифованными кристаллами ....... 146
§ 27. Кристаллодержатели для изогнутых кристаллов .......... 146
§ 28. Проверка качества изогнутых кристаллов .............. 148
§ 29. Юстировка спектрографов с изогнутыми кристаллами ........ 149
§ 30. Определение длин волн на приборах с изогнутым кристаллом. . . . 150
§ 31. Изогнутые кристаллы с двумя радиусами кривизны ......... 151
IV. Штриховые решетки в рентгеновской спектроскопии ........... 152
§ 32. Спектрографы с плоской решеткой ................. 152
§ 33. Рентгеновские спектрографы с вогнутыми решетками ........ 155
V. Вспомогательное оборудование ...................... 158
§ 34. Рентгеновские трубки ........................ 158
§ 35. Высоковольтные устройства ..................... 163
§ 36. Детекторы ............................. 163
Г Л А В А 3. ПРЕЛОМЛЕНИЕ РЕНТГЕНОВСКИХ ЛУЧЕЙ
1. Экспериментальные методы измерения показателей преломления ..... 166
§ 37. Предельный угол отражения ..................... 166
§ 38. Отклонения от закона Брэггов ................... 167
| 39. Метод асимметричного отражения .................. 167
§ 40. Метод призмы ................ •. .......... 169
II.' Прецизионные значения постоянных решетки ............... 170
§ 41. Дисперсия рентгеновских лучей .................. 170
§ 42. Аномальная дисперсия ....................... 171
§ 43. Зависимость постоянных решетки от температуры ......... 171
5 44. Постоянные решеток кристаллов, применяющихся в спектроскопии.
Поправки на аномальную дисперсию и температурное расширение 172
Цена: 600руб.
