FUNDAMENTOS DE FÍSICA MODERNA RAYOS X John Sebastian Panche Estupiñán - G2E24John - Junio/2015

FUNDAMENTOS DE FÍSICA MODERNA RAYOS X Nombre -usuario- Clase del 19 de mayo 2015

Tema expuesto en la clase del 19 de mayo 2015 Haga una PRESENTACIÓN.PPT sobre los Rayos X Cómo se producen, valores experimentales, etc Recuerde calcular la velocidad de un electrón cuando se acelera en un potencial Vo=12000 VDC por los métodos de la cinemática y conservación de la energía] Busque videos buenos y referencia los URLs. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS:

Recorderis A un filamento de tungsteno, W, se le aplica un Voltaje y por la LEY DE OHM se origina una corriente. El filamento se calienta y esto lo explica la LEY DE JOULE Como resultado se emiten electrones, fenómeno conocido como EFECTO TERMIÓNICO y lo explica la LEY DE RICHARDSON Todo esto se hace en un ambiente de vacío de lo contrario el filamento se quemaría Luego se aplica un Voltaje positivo a una placa que atrae la nube de electrones. Estos pasan por una barrera con un pequeño agujero, un colimador. Así la nube de electrones se convierte en un haz de electrones a manera de un jet En su camino hacia la placa positiva los electrones disminuyen su energía potencial y aumentan la cinética Pregunta: Qué le pasa los electrones que componen el haz incidente en el instante de colisionar bruscamente con la placa? (pista: no se quiebran)

Recorderis Calcule la velocidad V (m/s) del electrón cuando impacta la placa positiva. Considerar el PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA: ETOTAL = EPOTENCIAL + ECINETICA = ½ me v2 = qe VPLACA Inmediatamente los electrones impactan la placa positiva por FRENADO BRUSCO pierden toda su energía cinética Pero por el Principio de Conservación de la Energía esta no se pierde sino que se transforma así: 1. en un pequeño porcentaje se incrementa un poco la temperatura de la placa, es decir, se produce un poco de radiación térmica. 2. También a la placa le produce algún daño microscópico. 3. En un gran porcentaje se produce radiación electromagnética en el rango de los Rayos X E = h v = 12000 eV = h c / λ Calcule la longitud de onda λ Pregunta: Qué pasa con la longitud de onda si se varía ligeramente el VPLACA? Conclusión: de esta manera se puede diseñar una estructura experimental que pueda producir cualquier λ deseada. Hablamos así de un espectro continuo.

Recorderis En este proceso el haz de electrones incidente colisiona con las nubes de electrones de los átomos que componen la placa. Aquí se presenta el fenómeno de colisión de partículas, a manera de bolas de billar. Así los electrones de la placa absorben energía y escalan a uno ó varios niveles superiores disponibles. Pero estos son inestables y regresan a niveles inferiores. En este último evento ellos disminuyen su energía absorbida y la liberan en forma de fotones con Longitudes de onda λ características ó asociadas a la diferencia de niveles de energía involucradas en los saltos. Así, estas longitudes de onda son características, y propias, de la estructura electrónica de los átomos que componen la placa. Hablamos así de un espectro característico. Pregunta: Qué pasa con la longitud de onda si se varía el material de la placa? Pregunta: Qué tipos de materiales se usan en las placas para la producción de rayos X?