Radiación visible

Se

incr

emen

ta la

ene

rgía

-Se propagan en línea recta.

-La velocidad de propagación es similar a la de la luz.

-Descargan objetos cargados eléctricamente y ionizan gases.

-Impresionan las películas fotográficas.

-Pueden atravesar materiales opacos a la luz.No son desviados por E ni B

APLICACIÓN DE LOS RAYOS XConservación de alimentos.Utilización en metalurgiaEn todas las ramas de la medicina.Determinación de fallas estructuralesIdentificación de elementos

constituyentes en sustancias.Detectores de metales.

EMISION Y ESPECTRO

Los rayos x son emitidos cuando un haz de electrones de gran energía chocha con un material metálico que sirve de blanco (figuras anteriores) , al calentar el filamento de cobre se emiten electrones que son acelerados con un potencial alto que existe entre el catodo y el anodo. El anodo está constituido por un material de alto punto de fusión

EMISION ESPECTRO

La emisión de rayos x depende del material utilizado como blanco y del voltaje acelerador. Además se requiere un voltaje acelerador mínimo que a su vez va a depender del material de blanco.

Al graficar la intensidad de radiación en función de la longitud de onda, se obtienen curvas como las mostradas en las figuras siguientes

Los resultados experimentales mostraron lo siguiente:a. Una vez alcanzado el voltaje mínimo para que haya emisión de rayos x, la longitud de onda de la radiación emitida puede tomar cualquier valor a partir de una lamda minimab. Al aumentar el voltaje acelerador, el valor mínimo de lamda de la radiación emitida se hace menor y la intensidad, aumenta.c.Además de la radiación anterior puede aparecer una radiación muy intensa (picos), esta radiación depende del material utilizado de blanco, para un potencial acelerador dado.

Espectro continuo:Los electrones incidentes pierden toda su energía cinética de dos maneras:a)En colisiones sucesivas con el ánodo (blanco)b)En una sola colisión con el blanco.En el primer caso poco a poco ceden energía aumentando la temperatura del material blanco (utilización de materiales con alto punto de fusión)En el segundo caso los electrones son frenados bruscamente al chocar en este caso la desaceleración genera radiación electromagnética, la energía cinética del electrón genera un fotón.

Espectro continuo: continuación

Al salir del cátodo los electrones tienen diferentes energía cinética entonces los fotones también serán de diversas energía y el espectro es continuo. Los rayos X emitidos de está forma se llaman RADIACIÓN DE FRENADO.La explicación cuántica de la longitud de onda mínima para la emisión de rayos x, en el choque el electrón tiene una K max que se transforma en E de un fotón, pero este fotón no puede tener mayor energía que la que tenia el electrón, entonces: K= eV= hfmax fmax = c/λ

VeV

eV

eV

hc 1243012430min

Para un potencial acelerador V en electrón - VoltiosFormula empírica, a partir de los datos experimentales por W Duane y F.L Hunt en 1915

En los átomos, los electrones se encuentran distribuidos en capas alrededor del núcleo, cada una con una energía determinada y una capacidad máxima de 2n2 electrones , n es el numero cuantico modelo de Bohr.Las capas son K, L, M, N, … K= 1, L =2 M= 3 y asi sucesivamente

Siguiendo la regla. Las capas se llenan segundo el orden de cercania al nucleo asi por ejemplo el cobre con Z= 29, se distribuyen K=2 L=8 M =18 N=1, y suben o bajan nivel de acuerdo a los planteamientos de Bohr,Los electrones que llegan a K procedentes de otras capas emiten radiación de ciertas longitudes de onda a esta serie se le llama K

A la vez cada longitud de onda tiene su nombre, si la transición es de L a K, se llama radiación kα, de M a K se denomina Kβ y así sucesivamente.En cuanto a la energía para remover un electrón de un átomo, si esta muy lejos del núcleo es de100eV y en las capas internas puede llegar a ser de 100000eV.

Espectro característicoDe todos los electrones que inciden sobre el

blanco, unos cuantos llegan a colisionar con los electrones atómicos. Si un electrón incidente chocha con un electrón atómico, debido a la gran energía que tiene el primero, puede desalojar al segundo de su correspondiente capa electrónica dejando una vacancia en ella. Esto puede ocurrir aun en la capa K donde los electrones se encuentran fuertemente ligados al núcleo. Inmediatamente un electrón de la capa superior viene ocupar el lugar y en este proceso libera un fotón (rayos x), como la diferencia de energía entre capas tiene un valor característico en cada elemento, aparecerá un pico en la grafica de intensidad vs longitud de onda

DETERMINACION DE LA CARGA NUCLEARAl estudiar el espectro característico

de rayos x para los diferentes elementos Moseley en 1913, quien luego de medir las longitudes de onda de la líneas K se dio cuenta que varían regularmente de un elemento a otro; encontrando:

bzAf 2/1

Donde Z es numero atómico, A y b son constantes que dependen de las transiciones observadas, el factor Z – b representa la carga neta

b se denomina constante de apantallamientoPara las series K, L que son las mas comunes

bK = 1 bL = 7,4

Los valores teóricos de la constante A para las líneas Kα y Lα (primeras de cada serieA Kα=4,97 x 107 s-1/2 A Lα=2,14 x 107 s-1/2