| .c/max.
- Koncentráció meghatározás – az OD maximum nagyságával egyenes arányban áll, kalibrációs görbe
- Kromoforok kimutatása (az UV és látható tartományokban a molekulák bizonyos részletei jellegzetes fényelnyelést okoznak), környezetük.
- Az infravörös abszorpciós színképek segítségével összetett szerves molekulák funkciós csoportjai mutathatók ki (karbonil, hidroxil, amin), ill. információt kapunk környezetükről is.
d) Mérési eljárások: monokromátorok, detektorok; (spektrális érzékenység)
Monokromátor: olyan eszköz, amely optikai prizma vagy rács segítségével a beeső fényt felbontja komponenseire. A felbontóelemek elforgatásával elérhető, hogy más és más hullámhosszúságú fényt használhassunk fel gerjesztésre. A lumineszcenciaspektrum mérésére két monokromátort használunk. Kvantitív mérést tesz lehetővé.
Detektor: különböző mérések érzékelője. A magsugárzások mérésétől kezdve az emissziós spektrumokon át a vér alakoselemeinek számlálásáig széleskörűen használják. A lumineszcencián alapuló sugárzásmérésben a detektor szerves v. szervetlen kristályból készül és a benne lefékeződő töltött részecskék felvillanást okoznak. Az emissziós spektrométerben a detektor fotocella és feladata a résen kilépő fényintenzitás elektromos jellé alakítása. Alakoselem számlálásban kapillárisra kapcsolt elektródokon át kapja a megnövekedő elektrolitellenállás hatására a feszültségimpulzust, ami 1 alakoselemmel egyenlő.
Orvosi alkalmazások: vizelet, vér vizsgálat, fehérje- (triptofán), nukleinsav- (hipokróm), membrán-szerkezetvizsgálat – extinkció mérésével.
5. A hőmérsékleti sugárzás és orvosi vonatkozásai
Bev: A hőmérsékleti sugárzás egy test hőenergiájának (fonontér) rovására megy végbe és csak a hőmérsékletétől függ.
a) Abszorpcióképesség, emisszióképesség, Kirchoff-törvény és szemléltetése
Abszorpcióképesség: az a törtszám, amely megadja, hogy a test által elnyelt energia hányad része a ráeső energiának, korom esetén (mint abszolút fekete test) ez az érték 1.
Emisszióképesség: egy atomi rendszer csak akkor képes fényt emittálni, ha alapállapotához képest energiatöbblettel rendelkezik, azaz gerjesztett állapotban van. Emisszió akkor jön létre, ha a gerjesztett állapotból a rendszer visszatér az alacsonyabb energiaállapotba. Minden test emittál azonban hőmérsékleti sugárzást, bármekkora is a test és környezetének hőmérséklete (Prèvost). <750K IR, >750K sötétvörös, ~1800K fehér izzás, >2000K UV.
Kirchoff-törvény: E(,T) = e(,T): a(,T) ahol E az emittáló felületből merőlegesen kilépő sugárzási teljesítmény, amely az abszolút fekete testre vonatkozik, e más test emisszióképessége, a pedig az illető test abszorpcióképessége. Adott T és esetén e és a hányadosa minden testre nézve ugyanakkora. Azaz ha egy test valamilyen sugárzást jobban emittál azt jobban is adszorbeálja és viszont (adott hőmérsékleten). Végeredményben minden test emisszióképessége (adott T és esetén) kisebb mint egy abszolút fekete testé.
b) Az abszolút fekete test emissziós spektruma, Stefan-Boltzmann törvény, Wien féle eltolódási törvény
Abszolút fekete test: olyan ideális test melynek minden hőmérsékleten és hullámhosszon abszorpcióképessége 1, reflexióképessége 0. Közelítőleg abszolút fekete test a Nap, a fűtőtest, a wolfram izzó.
Emissziós spektruma: hőmérséklet növelésével a görbék maximuma a rövidebb -ak felé tolódik, az emittált teljesítmény nő.
Stefan-Boltzmann törvény: E=.T4 Az abszolút fekete test által 2 térszögbe (félgömb) kisugárzott összteljesítmény (teljes emisszióképessége E) arányos a test abszolút hőmérsékletének (T) negyedik hatványával. Boltzmann-állandó: = 5,7.10-8 W/m2K4. Kiszámítható T hőmérsékletű test sugárzás okozta hővesztesége: E=E1-E2=(T14-T24)
Wien féle eltolódási törvény: Nő a hőmérsékleti görbék maximuma a rövidebb hullámhossz-tartományokban. A Nap színképének eloszlása abszolút fekete testéhez hasonló, 6000 K hőmérsékleti sugárzó, maximuma a látható tartományba esik (0,4-0,8). Ha nő a hőmérséklet, nő az emittált teljesítmény is, melyet a görbe alatti terület ad meg.
c) A hőmérsékleti sugárzás „oka” (kvalitatív kép); a jelenség leírása egyszerű atomi folyamatok alapján
hő rendezetlen hőmozgást végző részecskék sokféle frekvencián rezgő töltések, (oszcillátor, mint kis rádiók) emisszió elektromágneses sugárzás éppen megfelelő frekvenciájú oszcillátorok rezonanciája, abszorpció hő
d) Hőmérsékleti sugározó „fényforrások”
750 K alatt – IR, 750 K felett rövidebb hullámhosszú látható komponensek sötétvörös, vörös, sárgásvörös majd 1800 Knél a fehér izzás. 2000 K felett UV sugárzás, melynek jelentős biológiai hatásai is vannak.
Példák: Nap, wolframizzók (2700K), infralámpák (1300K), sollux (közeli IR spektrum-terápia) és evolite, bioptron lámpák (polarizációs szűrővel). Az izzók üvegbúrái csak a 350nm-től 2,8m terjedő tartományt engedi át.
e) Az emberi test sugárzása, termográfia (infradiagnosztika)
Az emberi test sugárzása: úgy viselkedik, mint egy 303 K hőmérsékletű, 95%os abszorpcióképességű test, 293 K hőmérsékletű környezet esetén. e=E.a=(T14-T24) A sugárzás 293K-es környezet esetén 60 W/m2. Az emberi test leadandó hőenergiájának több mint 50%-át adja le sugárzás formájában. Spektruma IR tartományban, 950 nmnél csúcs.
Infradiagnosztika: a testfelszín hőmérséklet szerinti leképezése. Két eljárás: lemeztermográfia és teletermográfia. Lemeztermográfia – koleszterikus folyadékkristályos filmet helyeznek a testfelszínre amin a testfelület színkódolt hőmérsékleti térképe rajzolódik ki. Teletermográfia – a testfelszín infravörös hőmérsékleti sugárzásának erőssége és spektrális eloszlása a testfelszín hőmérsékletétől függ. E sugárzás emissziós maximuma 9,5 m tehát ennek megfelelő infrakamera szükséges. Objektív lencséje cink-szelenidből vagy germániumból készül, képlemeze megfelelő e-sávszerkezettel bíró anyag (pl: higany-kadmium-tellurid) amely 216 detektorszámmal bír. Videojelet készít, mely digitális feldolgozás után tárolható, dokumentálható.
6. A lézerek és néhány orvosi alkalmazásuk
Bev: speciális fényforrás, melynek működése az indukált emisszión alapszik – az anyagon áthaladva a fénysugár intenzitása növekszik. Betűszó, a light amplificaton by stimulated emission of radiation rövidítése
a) A lézerek működési feltételei: „megfelelő” lézeranyag, intenzív energiabevitel, populációinverzió, indukált emisszió, optikai rezonátor
Indukált emisszió lényege az, hogy a gerjesztett (E2) nívón lévő elektron megfelelő (frekvenciája akkora mint a keletkező fotoné) foton hatására alacsonyabb energiaszintre esik vissza, még mielőtt magától megtenné, miközben az energia különbséget –irány, E, rezgési fázis– (h) fotonok formájában kisugározza (az eredeti foton is megmarad), ami aztán további fotonokat szakít le – nő az azonos fázisban rezgő fotonok száma.
Populációinverzió: az elektronoknak a termikus egyensúlytól, Boltzmann-eloszlástól eltérő megoszlása a két (alap és gerjesztett) energiaállapotban – csak akkor valósítható meg, ha a gerjesztési állapot metastabilis állapot, átlagos élettartama T>10-8s. Feltétele: több elektronnak kell magasabb mint alacsonyabb energiaszinten tartózkodnia.
Lézeranyag: olyan anyagból kell készülnie, amelyben az atomoknak, atomcsoportoknak energiaszintjei között metastabilis állapot –10-3s– van, és több elektronnak kell magasabb energiaszinten lennie. pl: rubin (Al2O3)+ ezreléknyi Cr3+ – szigetelő, széles tiltott zónával, csak hordozó, az adalék miatt piros a kristály színe, a krómionok energiaszintjén játszódnak le a lézerfolyamatok (E0E1E2E0).
Optikai rezonátor: a két tükör, melyek közt állóhullám alakul ki, az egyik félig áteresztő
Energiabevitel: gerjesztés, mely szilárdtest és festék-lézereknél fénnyel (optikai pumpálás), gázlézereknél elektromos kisüléssel, diódalézereknél elektronok és lyukak rekombinációjával (p-n rétegben).
b) A lézerfény kialakulása és tulajdonságai
Az alapnívón, E0, tartózkodnak a gerjeszthető elektronok (szennyezés), ahonnan optikai gerjesztéssel E1 állapotba kerülnek. Innen egy részük sugárzás nélkül kerül E2 metastabilis nívóra, melynek élettartama 10-3 s, ami elég rövid ahhoz, hogy spontán emisszió következzen be, és elég hosszú ahhoz, hogy populációinverzió történjen. Minden spontán keletkezett foton indukált emissziót vált ki, az egy irányban, azonos rezgési fázisban haladó fotonok száma exponenciálisan növekszik a megtett út hosszával. A lézeranyagot két tükör fogja közre, egy tökéletes és egy félig áteresztő ez az optikai rezonátor, melyek között állóhullám alakul ki. A fénynek a lézer tengelyével párhuzamosan haladó részének intenzitás nő telítődésig, mivel rövid idő alatt sokszor megteszi az utat a lézer anyagában, l=m./2, majd a fénysugár kilép.
Tulajdonságai:
- monokromatikus: az optikai rezonátor határozza meg a frekvenciatartományt, egyforma fotonok
- koherens: ugyanolyan fázisban van – holográfia felhasználás
- párhuzamos, energiakoncentrált nyaláb, mivel a divergenciaszög kicsi
- intenzitása igen nagy (rubin 1ms alatt 10J – 1014 W/m2)
c) A lézerek alkalmazása a sebészetben; a hullámhossz szerepe és az elérhető hatások; a használatos lézerfajták
Mivel a lézereknek nagy az intenzitásuk, így bármilyen anyag vágható, párologtatható velük (100W körüli) – jelentőssége a hagyományos sebészetnél az erek koagulációja és a nagy precizitás, ill. endoszkópiában az optikai rostokkal való vezetés miatt van (CO2 és YAG). Használnak ezenkívül pár mW-os un. soft-lézereket pl: számítástechnika, laser-pointer, stb.
Lézerfajták: szilárd - rubin (Al2O3), Cr3+ szennyezéssel (maga az Al2O3 szigetelő, széles tiltott zónával), YAG (ittrium alumínium gránát)+ Nd3+ (neodímium) szennyezéssel, gáz CO2 (a molekula rezgési állandója lehetővé teszi, hogy elektronátmenet nélkül is létre lehessen hozni lézert), argonion, He-Ne, excimer Kr-F: UV tartban (excited dimer – nemes+halogéngáz), dióda.
d) Lézerek alkalmazása a szemészetben
Diagnosztika: Scanning Laser Ophtalmoscope, különböző típusok, különböző mélységig vizsgál (pl: argon – retina felső réteg, neon – mélyebb réteg); idgrost réteg analizátor
Terápia:
- koaguláció pl: kapillárisok elzárása
- ablatio (párologtatás) pl: szaruhártya-gyalulás – látásjavítás (excimer), retina sérülés javítása, visszahegesztése (argon, kripton), zöldhályogba lyukégetés (Nd-YAG),
- disruptio (roncsolás) pl.: sárgafolt elfajulás kezelése
7. A lumineszcencia és alkalmazási területei
Bev: Az olyan fénykibocsátást amely nem a fonontér rovására, hanem egyéb energiafelvétel (gerjesztés) következményeként jelentkezik, lumineszcenciának vagy lumineszkálásnak nevezzük. Létrejöhet elektromágneses-, korpuszkuláris-sugárzás, elektromos tér vagy kémiai folyamatok hatására. Csak akkor beszélhetünk azonban lumineszcenciáról, ha a fényemisszió a gerjesztést követően 10-10s-nál hosszabb idő múlva történik.
Lumineszcencia: azonos időpontban gerjesztett atomok (lumineszcens centrum) nem egy időben emittálnak, mivel a lumineszcencia nem szűnik meg a gerjesztő fény kioltásával, hanem exponenciális függvény szerint csengenek le. Élettartamát az az idő adja meg amíg a gerjesztett centrumok száma e-ed részére csökken. Hidegfény: Ilum>Ihőm, adott hullámhosszon.
a) Spontán emisszió, fluoreszcencia – foszforeszcencia, az emisszió lecsengése (élettartama)
Spontán emisszió: a gerjesztett állapotban lévő rendszer foton-emittálásának egyik formája. Az emisszió külső hatás nélkül következik be. A spontán emisszió minden tekintetben véletlenszerű, statikus eloszlást mutat (irány, hullámvonulat fázis, stb.). Inkoherens fényt hoz létre. Rövid, néhány mm-es hullámvonulatokkal lehet szemléltetni. A közönséges fényforrások fénye ilyen.
Lumineszcencia eredete: molekula, ill. atomcsoport (külső) elektronpályái között történő átmenet, mely során az elektron a nagyobb energiájú állapotból alacsonyabb energiájú állapotba lép át, a különbségi energia pedig fényfoton (belső pályák közötti átmenet esetén röntgenfoton) formájában jelenik meg. Létrejöhet izolált körülmények között lévő és a környezettel kölcsönhatásban álló molekulák, atomcsoportok esetében egyaránt. A magasabb energiaállapotot külső energiaközlés idézi elő (gerjesztés). 10-10s hosszabb idő elteltével következik be az emisszió.
Fajtái: foto, radio, katód (gyors e), kemo, tribo (törési), elektro.
Fluoreszcencia: ha az elektron ugyanabból a magasabb energiájú állapotból esik vissza, amelyikbe gerjesztés révén jutott: S1 S0. Időtartama 2-5ns. Trp 340nm.
Foszforeszcencia: mielőtt emisszióra kerülne sor, az elektron metastabilis nívóra megy át, majd innen emittál: S1 T1 S0. Időtartama 0,5-1s. Trp 450nm.
Késleltetett fluoreszcencia: az elektron metastabilis nívóra kerül, majd innen termikus energia révén ismét S1 nívóra kerül és innen tér vissza az alapnívóra: S1 T1 S1 S0. Gyakorlati alkalmazás: röntgenképernyők, katódsugárcsövek, TV-képcső, fénycsövek.
b) Lumineszcencián alapuló fényforrások: fémgőzlámpák, fénycsövek, xenon-lámpák és alkalmazási területeik
Fémgőzlámpák: üveg vagy kvarccsőbe vitt fémgőzök, UV-t áteresztik ~200nmig (Hg, Na), melyek elektromos kisülés révén gerjesztődnek (elektróda benyúlik a csőbe). Spektrumuk vonalas. Hg-gőz lámpa: kisnyomású 1-100Pa (germicid: 254 nm), nagynyomású 0,01-10MPa (kvarclámpa, széles UV spektrum). Fénycső: alacsony nyomású Hg-lámpa, lumineszcens anyaggal bevonva (fénypor) – optikai gerjesztés, üvegből készül, így csak a látható fényt engedi át. Erythemal- (280-320nm), solarium- (320-400) lámpák. Xenon-lámpa (kvarcborítás): napsugárzáshoz hasonló spektrum. Mindegyik lámpa fala elnyeli a 254 nmes hullámot. Kékfényterápia: F-csővel koraszülött sárgaság esetén (400-500nm).
c) Áramlási citometria és alkalmazási területei
Sejtszuszpenzió áramoltatása áramlási citométerben – átlátszó kapilláris, a szuszpenzióban a sejtek egyesével vándorolnak (a csövekben nyomáskülönbség uralkodik, V viszont állandó) melyet lézerfénynyaláb keresztez, majd fotodetektorral mérik a sejtek fényszórását, fluoreszcenciáját, ami különböző információkat ad a sejtről, pl: méret, alak, denzitás, struktúrák, stb. Az egyes kromoszómákat is az áramlási citometria módszerével izolálják pl: klónozáshoz. Ha ugyanis a metafázisban lévő sejteket feltárják, és egy fluoreszkáló festékkel a kromoszómákat megfestik, akkor az egyes kromoszómák a méretük és bázisösszetételük által meghatározott mennyiségű festéket fognak megkötni, s ennek megfelelően kromoszómánként eltérő lesz a fluoreszcenciájuk. Az így megfestett kromoszómákat megfelelő hígításban (hogy adott térfogatban csak egyetlen kromoszóma legyen) egy fluoreszcencia detektor előtt vezetik el, amely a kibocsátott fluoreszcencia alapján az egyes kromoszómákat tartalmazó csöppecskéket más-más gyűjtőedénybe vezeti. Ilymódon mintegy 12 óra alatt kb. 90 %-os tisztaságú, klónozáshoz elegendő mennyiségű (néhány millió példány) kromoszómapreparátum nyerhető.
Egyéb alkalmazások: sejtciklus, sejthalál, DNS, felszíni fehérjék azonosítása, sejtfiziológia, membránbiológia, sejtkomponensek megkülönböztetése, membrán permeabilitás vizsgálat, membrán potenciál vizsgálat, részecskeszámlálás, optikai tomográfia (tumorok porfirin származék tartalma alapján).
d) Lumineszcencia-mikroszkópia, konfokális pásztázó lézermikroszkóp, lumineszcens jelzés és jelentősége
Lumineszcencia-mikroszkópia: UV megvilágítást (Hg-gőz lámpa, vagy fémelektródos ívlámpa), vagy igen rövid hullámhosszúságú látható fényt használva gerjesztődnek (lumineszcencia) a tárgy egyes részletei, látható fényt kibocsátva:
- natív készítmények: vitaminok (A, B, C), fehérjék, hemoglobin
- vitális festés: élő sejtekkel elfogyasztatott fluorkróm festék-szemcsék
- fixált készítmények – baktériumok auramin, fluoreszcein festékkel festve
Diagnosztikai alkalmazás: optikai tomográfia (tumorokban feldúsult porfirinszármazékok gerjesztése); biológiai makromolekulás rendszerek vizsgálata (pl: fehérje-felépítés) lumineszcens aminosavakkal, lumineszcenciajelzés (Ca2+, pH, membránfluiditás).
Konfokális pásztázó lézermikroszkóp: (CLSM) nem a tárgy felszínét, hanem a belsejében kiválasztott síkot képezi le. A lézer lyukdiafragmán lép be és az objektíven át, fókuszálva, érkezik a tárgysík egy pontjára. E pontról visszaszóródott fényt, vagy keletkező lumineszcenciafényt egy félig áteresztő tükör segítségével az objektív egy másik lyukdiafragmára gyűjti, leképezve a tárgypontot. A két diafragma optikailag azonos távolságra van az objektívtől (konfokálisak) – fókuszált megvilágítás, csak a tárgypont képe éles a 2.-on, bár még további fényt-szóró és -nyelő részei vannak a tárgynak. A sík pontról-pontra alakul ki, a pásztázást, feldolgozást számítógép vezérli. Feloldóképessége megfelel a hagyományos optikai mikroszkópénak. Felhasználása: optikai szeleteléssel több száz párhuzamos réteget képez le, így 3Ds betekintés nyerhető mérsékelten átlátszó tárgyak belsejébe pl: élő sejtben zajló folyamatok, vitális festékkel megfestve.
8. Röntgensugárzás, előállítása, spektruma
Bev: A röntgen vagy X-sugárzás nagy energiájú elektromágneses sugárzás, mely akkor jön létre ha elég nagy sebességű elektronok (elvben más, töltéssel bíró részecske is lehet) valamilyen testbe ütköznek és abban lefékeződnek. A röntgensugárzásnak lehet lumineszcenciakeltő, fotográfiai, ionizáló (gázok vezetőkép nő), kémiai (H2O2) és biológiai hatása. Primer hatás: gerjesztés, ionizálás, másodlagos hatás (fotográfiai, kémiai, biológiai) során a röntgensugárzás energiája más energiává alakul. Mindig fellép másodlagos sugárzás is, a szóródás miatt.
a) Röntgencső felépítése, működése
Felépítése: üvegből készül, erősen légritkított, zárt cső, benne megfelelő elektródok. Működése: izzókatód adja az elektronokat, amik koncentráltan esnek a szemben lévő anódra, ahol lefékeződnek. Az elektronáram energiája hő energiára és röntgensugárzásra bomlik. A hőenergia sokkal nagyobb, ezért az anód hőmérséklete jelentősen növekszik. Közöttük gyorsítófeszültség: 10-400 kV (néhány tized MeV-os gyorsítófeszt használnak diagnosztikára, kemény sugárzáshoz, részecskegyorsítót alkalmaznak). Kiinduló pont: cső fókusza az anódon, minél kisebb, annál tökéletesebb árnyékkép (diagnosztika), terápiánál nem fontos. Maximális intenzitás az e-nyalábra merőlegesen, a többi irányt ólomköpennyel leárnyékolják.
b) Sugárzás spektruma, orvosi röntgentartomány
Spektrum: lehet vonalas vagy folytonos.
A röntgensugárzás egyidejűleg különböző hullámhosszú sugarakból áll, az emittált E változik a hullámhosszal. Kisebb feszültségnél a spektrum folytonos (minden hullámhossz jelen van), fékezési sugárzás hozza létre. Az anódba ütköző és lefékeződő elektronok keltik. Az elektronok a fékeződés során elveszthetik energiájukat egyszerre, vagy több lépésben. Maximális energiájú, azaz legrövidebb hullámhosszú fotonok akkor keletkeznek, ha egyszerre vesztik el az összes energiájukat az elektronok: 1/2mv2=hh, ahol a maximális fotonenergia hh, h a határfrekvencia, a becsapódó elektron kinetikus energiája 1/2mv2. Ha a kinetikus energia helyett gyorsítófeszültséget, a határfrekvencia helyett pedig hullámhosszat veszünk, akkor a Duane-Hunt törvényt kapjuk:h=hc/eU. Fékezési sugárzás tulajdonságai:
- széles, összefüggő hullámhossztartomány
- rövid hullámok felé éles határ, ami a feszültség növelésével a rövidebb hullámok felé tolódik
- hosszú tartományban nincs éles határ, az energia fokozatosan csökken, e- kezdeti és végállapota is a kontinuumban, folytonos E tartomány
- ha egyszerre veszti el az összes energiáját, akkor kitüntetett hullámhossznál - mely a fesz. növelésével rövidebb hull. felé tart - max. energiájú foton jön létre (min. hullámhossznál)
- sem a határ sem a maximum nem függ az anód anyagától
- a görbék alatti terület arányos a teljesítménnyel
Nagyobb feszültségnél jelentkezik a vonalas spektrum, amit a karakterisztikus sugárzás hoz létre. Tulajdonságai:
- éles csúcsok, bizonyos hullámhosszaknál, kiemelkedő energiával
- helyzetük nem a feszültségtől, hanem az anód anyagától függ
Általánosságban elmondható, hogy nincs alapvető különbség az atomok és összefüggő rendszerek spektruma között (ellentétben az optikai spektrumokkal) – az atomspektrumok jellegzetességei összeépüléskor is megmaradnak és az összeépült karakterisztikus röntgenspektrumot az egyes atomok spektrumának összegződésének tekinthetjük (a vonalas szerkezet is megmarad, csak kiszélesednek a vonalak). Fő jellegzetességük a vonalak egymástól elkülönülő sorozatainak képződése, melyeket K, L, M stb. betűkkel jelölünk, az elektronhéjakra utalva.
Orvosi röntgentartomány: diagnosztikai és terápiás eltér: 120 és 5 pm hullámhossz és 0,2-0,01 MeV ill. 50 MeV energiatartomány. A spektrum előállításához csak az elhajlás jelenséget használják fel, a fénytörést nem, mert 10nm-nél kisebb hullámhossz esetén az anyag törésmutatója közel 1. Az orvosi gyakorlatban igaz (és csak ott), hogy a rövidebb nagyobb, a hosszabb kisebb áthatolóképességet jelent.
c) A röntgensugárkeltés hatásfoka
Az elektronáram néhány tized százaléka alakul röntgensugárzássá, a többi hőenergiává válik, az anódot melegíti. Kiszámolása a sugárzás teljesítményének (P=cU2IZ) és a befektetett elektromos teljesítmény ismeretében lehetséges (P’=IU) amelyekből adódik hogy =cUZ ahol c az arányossági tényező, mértékszáma 10-9, U a csőre helyezett feszültség, Z pedig az anód anyagának rendszáma.
Ha U nő, rövid hullámhossz határ, Emax eltolódik, keményebb sugárzást kapunk, nagyobb áthatolóképességgel. A sugárzás teljesítménye az intenzitással arányosan, a feszültséggel négyzetesen nő.
d) Karakterisztikus röntgensugárzás keletkezése
Belső energiaszinteken végbemenő folyamatokról nyújt felvilágosítást. Keletkezés: nagy feszültség hatására a K, L, M héjakon lévő e-ok valamelyike gerjesztődik, majd a magasabb nívóra, esetleg a (Pauli-elv miatt) kontinuumba került elektronok visszaesnek a héjakon keletkező lyukakba, a felszabaduló energia röntgenfoton formájában távozik. A gerjesztést és ionizációt minden esetben karakterisztikus röntgensugárzás kibocsátása kíséri. Mivel az anód atomjaitól származik, jellemző az anód anyagára. A sorozatok száma és vonalgazdagsága függ Z-től, minél magasabb rendszámú egy elem, azaz minél több héjon helyezkednek el elektronjai, annál több sorozat jelenik meg röntgenspektrumában, a sorozatok pedig egyre vonalgazdagabbak. A belső energianívók közötti különbségek nagyobbak mint az optikai nívók közötti különbségek, ezért nagyobb a röntgenfotonok energiája.
9.
|
