Rentgenski žarki so elektromagnetno valovanje z valovnimi dolžinami od m do m in jim ustrezajo energije od keV do MeV. Drugo ime za rentgenske žarke je žarki X. Nastanejo pri obstreljevanju težkih kovin s hitrimi elektroni v rentgenski cevi.

Rentgenska cev je vakuumska cev, v kateri sta katoda in anoda, ki sta priključeni na pospeševalno napetost. Katoda je priključena še na grelno napetost. Grelna napetost segreje katodo do žarenja, da iz nje izhajajo elektroni (termična emisija). Te elektrone napetost med katodo in anodo pospeši. Pri tem se njihova energija poveča na Elektroni z veliko kinetično energijo trčijo v anodo, kjer se večina njihove kinetične energije pretvori v notranjo energijo anode.

Deloma se energija pretvori v energijo fotona. Pri trku hitrih elektronov z anodo tako nastanejo fotoni z različnimi valovnimi dolžinami in tvorijo zvezni spekter.

Nekaj elektronov je takšnih, da se pri čelnem trku z atomi anode sunkovito ustavijo in celotno kinetično energijo oddajo v obliki fotona. Tak foton ima največjo možno energijo, ki je enaka celotni kinetični energiji elektrona:

Fotoni, ki se izsevajo iz rentgenske cevi, imajo tako energije od nič do . Sevanje elektronov, ki se ustavljajo ob trkih z anodo, imenujemo zavorno sevanje.

Spekter zavornega sevanja je zvezen in zajema valovne dolžine od minimalne naprej. Minimalna valovna dolžina je določena s pospeševano napetostjo.

Pri tem je Planckova konstanta Js = eVs, svetlobna hitrost m/s, osnovni naboj As in pospeševalna napetost.

Elektroni, ki trčijo v atome anode, lahko zbijejo elektrone v zunanjih lupinah teh atomov na višje energijske nivoje. Pri vračanju elektroni izsevajo fotone, ki po energiji ustrezajo tem energijskim prehodom. Ti fotoni dodajo v zvezni spekter črtast del.

Črte v rentgenskem spektru so neodvisne od pospeševalne napetosti in so značilne za vrsto kovine, iz katere je anoda.

Z miško primi točko ob besedi in besedo premakni na ustrezno mesto.

Oglej si graf na sliki.

Preveri

Na sliki je prikazan zavorni spekter rentgenske svetlobe.

1. Z grafa odčitaj minimalno valovno dolžino.
Minimalna valovna dolžina: = m


2. Kolikšna je pospeševalna napetost med katodo in anodo?
Pospeševalna napetost: = kV

Preveri

Rentgenska cev je priključena na pospeševalno napetost MV.

1. Kolikšno kinetično energijo imajo elekrtoni, ki so izstopili iz katode, potem ko so preleteli to napetost?
Kinetična energija elektronov: = eV = J

2. Kolikšna je največja energija, ki jo lahko ima foton, ki nastane pri zavornem sevanju v tej rentgenski cevi?
Največja energija fotona: = eV = J

3. Tej največji energiji ustreza:

4. Kolikšna je frekvenca fotona z največjo energijo?
Frekvenca fotona je: = s

5. Kolikšna je valovna dolžina tega fotona?
Frekvenca fotona je: = m

6. Foton, ki je prav tako del zavornega sevanja te rentgenske cevi, ima frekvenco s.

Kolikšna je energija tega fotona?
Energija fotona je: = eV

7. Kolikšen del energije pospešenega elektrona se je pretvoril v ta foton?
Del energije elektrona: = %

Preveri