Снова о "недомолвках" физики. Рентгеновское излучение.
В 1895 году Вильгельм Конрад Рентген обнаружил никому неизвестное излучение из трубок Крукса, вызванное столкновениями быстро летящих электронов с металлом анода. Он назвал эти лучи "Лучами Х". Позднее в его честь они были переименованы в Рентгеновские лучи.
"В современных рентгеновских трубках лишь один процент кинетической энергии электронов переходит в излучение, а остальные 99% в тепло."
Эта фраза фигурирует практически во всех учебниках по физике для ВУЗов и в любых физических энциклопедиях, словарях и справочниках.
Но забавно: НИГДЕ не указывается -- ПОЧЕМУ?
Может быть, это настолько общеизвестно, что не требует детального объяснения?
Но суточное вращение Земли вокруг своей оси и годовое её движение по эллиптической орбите вокруг Солнца гораздо более "Общеизвестно". Однако разъясняется даже в школьных учебниках по естествознанию и затем по астрономии. И "времена года" тоже детально объясняются наклоном земной оси по отношению к плоскости эклиптики, то есть плоскости эллипса, по которому Земля движется вокруг Солнца.
В ВУЗовских же учебниках даётся ДЕТАЛЬНОЕ объяснение того "факта жизни", что лампочка накаливания даёт световое излучение лишь трёхпроцентной мощности от всей потребляемой! Объясняется, почему любой нагрев даст лишь некоторый процент на излучения, а бОльшая часть энергии уходит на собственно нагрев вещества.
Так, почему же нам не объясняют такой странности распределения энергии при рентгеновском излучении?
Потому, что всюду написано: Электроны тормозятся АТОМАМИ вещества, обычно тяжёлых металлов - вольфрама, тантала и пр. Но, если атомами, то их много, они составляют собственно всю кристаллическую решётку любого металла! Электронов тоже изрядное количество. ВСЕ "ударяются" об атомы, все ими же тормозятся и потому излучение вроде бы должно быть десятки процентов вплоть до 99%, а никак не наоборот!
А что происходит на самом деле?
Снова, ПОЧЕМУ???
Потому, что летящие электроны ТОРМОЗЯТСЯ НЕ ТОЛЬКО НА АТОМАХ АНТИКАТОДА, но и на их ядрах, а пролететь электрону достаточно близко к ядру, для того, чтобы резко изменить направление вектора скорости, МАЛОВЕРОЯТНО из-за малого размера ядра! Поэтому бОльшая часть электронов тормозится именно электронными оболочками атомов и их энергия быстро распределяется в виде тепла между атомами - соседями. И лишь электроны, по чистой случайности пролетающие поблизости с положительным ядром, НЕ ТОРМОЗЯТСЯ ИМ, а резко изменяют направление движения и при этом возникает "тормозное непрерывное рентгеновское излучение".. Излучается ли рентгеновский КВАНТ или просто короткий цуг (пакет) волн - сказать трудно. Думаю, что второе.
Но ядро по своим "физическим" размерам в десять тысяч раз меньше размера атома, значит и излучение должно быть не один процент энергии электронов, а одна сотая его!
Тут необходимо учесть так называемое "сечение захвата", точнее "сечение влияния".
Электрическое поле ядра достаточно сильно на значительном расстоянии от него и поэтому действует "сильно искривляюще" на пролетающие электроны, вызывая резкое отклонение их траектории, что и приводит к "тормозному" рентгеновскому излучению. Именно сильное поле ядра увеличивает "сечение его влияния" на пролетающие электроны и увеличивает вероятность рентгеновского излучения в сотню раз.
Воистину, ну. до чего же ТОЧНАЯ эта наука, ФИЗИКА!!!
24 XI 2020