Тормозное излучение. 
Технология конструкционных материалов. 
Анализ поверхности методами атомной физики

Излучение, возникающее в результате торможения электронов с энергией

на поверхности металла, называется тормозным рентгеновским излучением. Здесь V — разность потенциалов, пройденная электроном с зарядом е; Е"ц — энергия атома металла в состоянии с квантовыми числами п, j, I. Тормозное излучение не зависит от вида металла, на котором происходит торможение электронов, и характеризуется сплошным спектром, ограниченным со стороны коротких волн величиной.

где Л_тт выражено в нанометрах; К — в киловольтах. На рис. 5.10 показана характерная для данного излучения зависимость спектра от величины начальной энергии возбуждающих его электронов. Распределение энергии по спектру длин волн описывается выражением.

I, отн.ед.

Рис. 5.10. Характерный спектр тормозного излучения при разных начальных энергиях электронов

где / - интенсивность излучения; В — константа.

Классическая физика учит, что движущийся с ускорением (торможение — это ускорение со знаком минус) заряд является источником электромагнитного излучения. Энергия dE_mл, излучаемая движущейся с ускорением заряженной частицей за время dt и равная потере энергии на излучение -dE"_om за это же время, в нсрслятивистском приближении описывается формулой Лармора:

Ускорение а, приобретаемое заряженной частицей в поле ядра атома метала F = Ze/r² (Ze — заряд ядра; г — модуль радиус-вектора, проведенный от центра ядра к частице), определяется формулой.

aside class="viderzhka__img" itemscope itemtype="http://schema.org/ImageObject">

знак минус отражает тот факт, что заряженная частица с массой т_е тормозится полем ядра. Подстановка и в (5.36) в (5.35) приводит к следующему выражению для энергии излучения:

ческие линии в спектре рентгеновского излучения.

Согласно (5.37) потери на излучение с увеличением заряда ядер атомов металла увеличиваются и сильно зависят от массы заряженной частицы т_е, генерирующей излучение. Для электронов они много больше, чем для протонов. Эти закономерности тормозного излучения подтверждаются на опыте. Сплошной характер наблюдаемого спектра объясняется тем, что при торможении электрон (или другая заряженная частица) с энергией eV может отдать атомам металла любую долю своей кинетической энергии.