Оптика рентгеновских лучей

Очевидно, что здесь п < 1, хотя мало отличается от 1, так как в данном случае частота ш велика. Полученный результат соответствует экспериментальным данным и используется в оптике рентгеновских лучей, где можно наблюдать внутреннее отражение при переходе рентгеновского излучения из воздуха в стекло, что было невозможно в оптическом диапазоне. [c.146]

Характеристические лучи разных химических элементов периодической системы также имеют длины волн того же порядка. Каждый элемент может испускать несколько групп характеристических лучей, причем жесткость последних возрастает по мере перехода к элементам с большим атомным номером. Если сравнить между собой жесткие характеристические лучи, то мы получим следующие длины волн для Mg 0,95, для Ее 0,17, для Ag 0,05, для W 0,018 нм и для самого тяжелого элемента — урана 0,01 нм. Столь короткая длина волны и соответственно огромная частота приводят к тому, что на первый план выступает корпускулярный (квантовый) характер рентгеновского излучения. Поэтому требуются специальные, трудно осуществимые условия опыта, при которых волновой характер рентгеновских лучей проявляется отчетливо. Тем не менее, за последние годы здесь были достигнуты большие успехи. Познакомимся с несколькими основными фактами из этой области — оптики рентгеновских лучей. [c.414]

Книга предназначена для научных работников, занимающихся исследованиями оптики рентгеновских лучей, рентгеновского излучения высокотемпературной плазмы и космического, физики твердого тела, разработкой рентгеновских оптических приборов и систем. [c.2]

Блохин М. А., Оптика рентгеновских лучей, ГТТИ, 1953. [c.326]

Для дальнейшего увеличения разрешающей способности микроскопа следовало бы перейти к рентгеновским лучам. Но изготовление соответствующей оптики для получения изображения в рентгеновских лучах встречает весьма большие затруднения. [c.357]

Все оценки способности рентгеновских лучей поглощаться и их жесткости очень затрудняются тем, что из трубки выходят очень неоднородные рентгеновские лучи, т. е. смесь лучей различной жесткости. Пропуская их через поглощающее вещество, мы задерживаем более мягкие лучи, получая таким образом более однородный пучок. Этот метод фильтрования довольно груб и не обеспечивает получения строго однородных монохроматических лучей. В настоящее время мы располагаем приемами монохроматизации, подобными применяемым в оптике обычных длин волн, т. е. методами, при использовании которых испускается почти монохроматическое рентгеновское излучение, подвергающееся дальнейшей монохроматизации при помощи дифракции. Таким образом получаются лучи, не уступающие по монохроматичности световым лучам, и для них коэффициент поглощения имеет совершенно определенный физический смысл. Для таких монохроматических лучей он зависит от плотности р поглощающего вещества и грубо приближенно может считаться пропорциональным плотности. Более точно поглощение определяется числом атомов поглощающего вещества на единице толщины слоя. При переходе же от одних атомов к другим поглощение быстро растет с увеличением атомного веса, правильнее, атомного номера Z, будучи пропорционально кубу атомного номера. [c.406]

Объясняя то же самое явление отражением, Брэгг отмечал, что требование совпадения по фазе рассеянных в А, В и С лучей аналогично оптическому отражению в зеркале с точками А, В, С на его поверхности при любом угле падения отражение происходит под углом, равным углу падения (рис. В.2). Как объяснял Брэгг, эта связь отраженной и падающей волн приводит к тому, что волны, рассеянные всеми точками в двух пространственных направлениях относительно плоскости решетки, совпадают одна с другой по фазе. Однако в противоположность отражению в оптике, при падении рентгеновских лучей на плоскость кристаллической решетки амплитуда отраженного пучка составляет очень малую долю от амплитуды падающего пучка. Большая часть излучения проходит через кристалл. Кроме того, лучи, отраженные от последующих плоскостей решетки, параллельных первой, в общем случае не будут совпадать по фазе один с другим. Усиление, однако, можно получить путем подбора угла падения. Как показано на рис. В.З, для этого требуется, чтобы разность пути X Y Z-XYZ равнялась целому числу длин волн. Поскольку Y Y = Y W, то это эквивалентно требованию [c.169]

Возможности управления рентгеновскими лучами с помощью той же техники, что применяется в более длинноволновом диапазоне, долгое время ограничивались как особенностями взаимодействия рентгеновского излучения с веществом, так и нашими возможностями создать стабильные многослойные структуры удовлетворительного качества. В течение двух последних десятилетий достижения в целом ряде направлений, важных для рентгеновской оптики, привели к возрождению этой области науки. К таким достижениям относятся метрология на масштабах длины порядка [c.414]

Рентгеновская оптика как наука родилась на рубеже двадцатого века, предтечей этому явилось открытие в 1895 г. рентгеновских лучей [1]. Свойства рентгеновских лучей изучались с помощью средств существовавшей тогда техники была обнаружена дифракция рентгеновских лучей в кристаллах [2]. [c.414]

Оптика сверхкоротких рентгеновских и электронных импульсов. В этих важных как с физической, так и с прикладной точек зрения разделах рентгеновской и электронной оптики сделаны только первые шаги пока речь идет, конечно, о линейных нестационарных явлениях. Среди возникающих здесь физических задач следует указать на нестационарное динамическое рассеяние рентгеновских лучей и электронов в совершенных кристаллах. Чрезвычайно информативными обещают быть спектроскопические и структурные исследования, использующие для зондирования вещества короткие рентгеновские импульсы и электронные сгустки. [c.289]

Постановка и классификация задач о рассеянии волн. Задача о дифракции на многих телах относится ко многим физическим явлениям, связанным с рассеянием волн на неоднородностях. (В оптике —критическая опалесценция смесей жидкостей, явление красной зари и голубого цвета неба, явление Тиндаля, когда ярко проявляется рассеяние поляризованного света в определенных направлениях, и-т. д. в ядерной физике —рассеяние нейтронов в теории металлического состояния —рассеяние электронных волн, Сюда же относят все случаи дифракции рентгеновских лучей.) Несмотря на то что эти явления принадлежат к различным областям физики, методы изучения рассеяния на совокупности неоднородностей сходны, поэтому повсюду применяют одинаковую терминологию. Рассмотрим основные понятия оби ей теории рассеяния волн на совокупности рассеивателей. Задача о рассеянии волн на многих частицах сложна и поддается анализу в двух крайних случаях. Когда поперечник рассеяния меньше геометрического сечения частицы (например, рассеяние длинных волн на жестких частицах, взвешенных в воде), то следует говорить о слабом рассеянии. Если поперечник рассеяния значительно больше, чем геометрическое поперечное сечение отдельных неоднородностей, то следует говорить о сильном рассеянии (например, рассеяние звука на газовых пузырьках в жидкости). [c.314]

Эта книга возникла из записей, которые я сделал в течение последних 10 лет для лекций по физической оптике, физике дифракции и электронной микроскопии, предназначенных студентам старших курсов и аспирантам. Она отражает мой особый интерес к дифракции электронов и дифракции от разупорядоченных и несовершенных кристаллов в ней используется подход, особенно удобный для рассмотрения именно этих вопросов. Такой метод использует фурье-преобразование с самого начала, а не как обобщение методов рядов Фурье, он не только более удовлетворителен по лежащим в его основе концепциям и теориям, но и позволяет с единых позиций рассматривать все различные разделы физики дифракции, будь то дифракция электронов, рентгеновских лучей или нейтронов. [c.9]

При построении обобщенной трактовки дифракции рентгеновских лучей, нейтронов и электронов, включая электронную микроскопию и другие методы получения изображений, основанные на явлении дифракции, мы сталкиваемся с задачей объединить многочисленные теории, созданные для более удобного решения частных задач. Часто оказывается, что подход, популярный среди экспериментаторов, совсем не является упрощенным вариантом более строгих методов, используемых теоретиками. Его основа может быть совсем другой, более привлекательной умозрительно, хотя и в меньшей степени поддающейся математической трактовке, или более наглядной, как, например, приближение геометрической оптики в теории изображения. [c.12]

Преобразование Фурье (F. Т.) — это математическая операция, часто применяемая в оптике. Интеграл Фурье встречается во множестве различных задач (пространственная когерентность, временная когерентность, дифракция, структурный фактор рентгеновских лучей, соотношение неопределенности и т. д.). [c.388]

Можно иллюстрировать общие принципы работы путем подробного рассмотрения установки, в которой первичное изображение образуется на флуоресцентном экране, превращающем рентгеновские лучи в видимое изображение. Затем это видимое изображение с помощью оптики переносится на катод передающей телевизионной трубки. Здесь изображение преобразуется в модулированный электрический ток, который после усиления и других преобразований используется для модуляции сканирующего электронного пучка. Этот пучок, воздействуя на экран кинескопа, снова преобразует электронное изображение в видимое уже на экране видеоконтрольного устройства (монитора). Рассмотренный тип системы с усилением яркости изображения привлекателен тем, что первичный флуоресцентный экран не находится в вакууме и, следовательно, легко может быть заменен экраном другого типа и размера. Кроме того, изображение может быть рассмотрено в различных точках системы. [c.265]

В настоящее время в оптике и фотографии широко применяются методы оценки качества изображения, основанные на представлениях о контрастности преобразования. По-видимому, они могут быть полезными и для оценки систем с усилением яркости рентгеновского изображения. Если рассматривать в качестве объекта образец, изображение которого состоит из чередующихся светлых и темных полос, то при синусоидально изменяющейся интенсивности проходящих рентгеновских лучей качество изображения обусловливается частотой и глубиной [c.272]

Метод хода лучей основан на построении двумерного распределения интенсивности в фокальной плоскости системы с помощью дискретных лучей, траектории которых определяются их координатами и направляющими косинусами на входном отверстии системы, а также геометрией поверхностей зеркал. При существующей точности изготовления искажения фронта волны при отражении значительно больше дифракционных пределов, поэтому фазовые соотношения между отдельными лучами в фокальной плоскости не учитываются. Таким образом, расчет по методу хода лучей ведется в рамках геометрической оптики. Важным обстоятельством для рентгеновской области спектра является то, что расчет траектории каждого луча позволяет определить точные значения локальных углов скольжения на каждом из зеркал, от которых зависят и коэффициенты отражения. Учитывая эти коэффициенты при суммировании лучей в фокальной плоскости, можно рассчитать разрешение и эффективность с точностью, не достижимой никакими аналитическими методами. Общие принципы расчета характеристик оптических систем методом хода лучей можно найти в литературе [2]. [c.169]

Всего Энциклопедия содержит 54 тома и издана в 78 книгах, вышедших в свет с 1955 по 1982 г. Все тома разбиты на одиннадцать групп. В первую группу (математические методы) входят 1-й и 2-й тома во вторую группу (принципы теоретической физики) — тома 3-й (в трех книгах), 4-й и 5-й (в двух книгах) в третью группу (механическое и тепловое поведение материи) — тома 6-й, 6-й,а (в четырех книгах), 7-й (в двух книгах), 8-й (в двух книгах), 9-й, Ш-й, 11-й (в двух книгах) и 12-й — 15-й в четвертую группу (электрическое и магнитное поведение материи) — тома 16-й, 17-й, 18-й (в двух книгах) и 19-й — 20-й. В пятую группу (оптика) входят тома 24-й, 25-й (в пяти книгах) и 26-й — 29-й в шестую группу (рентгеновские и корпускулярные лучи) — тома 30-й — 34-й в седьмую группу (атомная и молекулярная физика) — тома 35-й, 36-й и 37-й (две книги) в восьмую группу (физика атомного ядра) — тома 38-й (в двух книгах), 39-й, 40-й, 41-й (в двух книгах) и 42-й — 45-й в девятую группу (космические лучи) — 46-й том (в двух книгах) в десятую группу (геофизика) — тома 47-й, 48-й и 49-й (в шести книгах). Последнюю одиннадцатую группу (астрофизика) составляют тома 50-й — 54-й. С 1955 по 1960 г. включительно вышло 44 книги, с 1961 по 1970 г.— 21 книга, с [c.567]

Различия между И. о. и оптикой рентгеновских лучей обусловливают практич, ценность нейтронных исс.дедований вещества, Н, о, обладает двумя главными достоинствами 1) нейтроны могут быть применены к исследованию магнитных [c.385]

РЕНТГЕНОВСКАЯ МИКРОСКОПИЯ — совокупность методов исследования микроскопия, строения обп.ектов с помощью рентгеновского излучения. Специфичность взаимодействия рентгеновского излу шния с веществом обусловливает отличие оптики рентгеновских лучей от оптики световых волн и электронов. [c.422]

Необходимо отметить существенное различие между дифракцией света, падающего на плоскую дифракционную решетку, и дифракцией рентгеновских лучей в трехмерном кристалле. В первом случае угол падения не равен углу, под которым выходит дифрагированный луч. В оптике устанавливается связь между этими двумя углами, длиной световой волны Х и расстоянием между соседними штрихами дифракционной решетки. Закон Вульфа—Брэгга предполагает, что падающие рентгеновские лучи отражаются зеркально (угол падения равен углу отражения). Поэтому условие наилучшего отражения, по Вульфу— Брэггу, связывает угол падения с длиной волны и расстоянием между соседними параллельными отражающими плоскостями, при этом совершенно не учитывается расположение атомов в отражающей плоскости. [c.55]

На основании дифракционных явлений были созданы приборы, позволяющие измерить с большой точностью длины волн рентгеновского излучения. Это открыло дорогу к широкому кругу экспериментов в области физики рентгеновских лучей, приведших к открытию новых явлений, например эффекта Комптона (см. 2). Основанный на этих явлениях рентгеноструктурный анализ остался и до настояидего времени одним из очень эффективных методов изучения структуры вещества. Использование дифракции на кристаллах для управления рентгеновскими лучами лежит в основе рентгеновской оптики, получившей особенно большое развитие в последние годы. [c.52]

Брэгговская оптика кристаллов. При взаимодействии рентг. излучения с кристаллом, когда выполняются условия Брэгга — Вульфа, возникает брэгговское отражение (см. Дифракция рентгеновских лучей). Это явление легло в основу рентгеноспектральных методов (см. Рентгеновская спектральная аппаратура), а также методов рентгеновской топографии. Диапазон спектра, в к-ром может использоваться тот или иной кристалл, определяется постоянной решётки 2d и диапазоном изменения (обычно от 3—5° до 60—70°) угла Брэгга б (угла между плоскостью кристалла и направлением падающего пучка). Кристаллы СО структурой, близкой к идеальной, имеют наиб, высокую разрешающую силу — энергия рентг. кванта, [c.347]

В первом случае ввиду того, что б 1, получим из формул (1.7), (1.8), что для углов падения, соответствующих os0 п, коэффициенты отражения и Rp практически равны нулю. Если же углы 0 настолько малы, что os 0 > /г, то имеет место так называемое полное внешнее отражение (ПВО) рентгеновских лучей, аналогичное хорошо известному в оптике видимого излучения явлению полного внутреннего отражения, когда R = Rp = 1. [c.13]

Теория рассеяния рентгеновских лучей твердыми телами в общем случае должна исходить из уравнений Максвелла, которые описывают распространение электромагнитных волн рентгеновского диапазона в неоднородной среде с учетом граничных условий на поверхности раздела среды. Строгое решение этой задачи весьма затруднительно. В оптике оно получено только для нескольких частных задач, в основном для двухмерных твердых тел. В большинстве практически важных случаев приходится использозать приближенные методы, учитывая специфику конкретной задачи и выбирая удобную для нее модель. Для рассеяния рентгеновских лучей искаженной кристаллической решеткой общие исходные уравнения можно значительно упростить. Если искажения решетки достаточно большие, так что происходят сбои фаз между волнами, рассеиваемыми атомами на расстоянии, меньшем характерной экстинкционной длины, то дефекты кристаллического строения создают для распространения и рассеяния рентгеновских лучей условия, в которых можно использовать более простое кинематическое приближение теории рассеяния. Основные критерии применимости кинематического приближения рассмотрены ранее (см., например, [69, 93, 94]). [c.235]

ОПТИКА — учение о свете и его взаимодействии с веществом. Первоначально О. ограничивалась изучением видимой области спектра электромагнитных воли современная О. изучает также широкую область спектра, примыкающую к видимой ультрафиолетовую область (включая мягкие рентгеновские лучи) и инфракрасную область вплоть до радиоволн миллиметрового диапазона. Отличпе О. от др. разделов физики, имеющих дело с электромагнитным излучением, состоит не столько в изучаемом диапазоне длин волп, сколько в совокупности специфически оптич. методов исследования, выработанных исторически, гл. обр. при изучеиии света. [c.497]

Чрезвычайно малый коэфф. преломления и инертность к электрич. и магн. полям, свойственные рентгеновским лучам, не позволяют пользоваться диоптрийной оптикой для их фокусировки. Для этого можно использовать явление полного внешнего отран ения от изогнутых зеркальных поверхностей или от])аже-ние от кристаллографич. плоскостей. Вследствие малости длины волны рентгеновского излучения теоретич. предел разрешения рентгеновского микроскопа на 2—3 порядка выше, чем для светового микроскопа. [c.422]

Терминология, применяемая при рентгеновском анализе (которая использовалась также и в случае электронов), несколько отличается от терминологии, ириия гой в обычной оптике. То, что называется дифракцией рентгеновских лучей или электронов, является на самом деле интерференцией когерентных вторичных волп, испущенных более или менее регулярно располо-жеппыми атомаЛ Ш решетки. Дифракция электронов в смысле световой оптики на относительно крупных материальных препятствиях, атомная структура которых ИР играет никакой роли, происходит на весьма малые углы впервые ее наблюдал Берш в 1940 г. в электронном 1 И1кроскопе ) 4]. [c.685]

Дифракционная картина, возникающая на фотопластинке, поставленной на пути рентгеновских пучков, рассеянных монокристаллом в опытах типа Лауэ, называется лауэграммой. Оа использовании условий Лауэ в области применимости геометрической оптики можно повторить все, что было сказано выше в связи с формулой (61.1). Формулы Лауэ (61.4) указывают направления пучков, возникаюи их при дифракции на кристалле. Физический смысл лауэграммы хорошо иллюстрируется аналогией с отражением светового пучка от многогранного зеркала. Здесь возникают отраженные пучки, распространяющиеся в различных направлениях. При падении на экран они дают систему правильно расположенных светлых пятен, аналогичную лауэграмме, возникающей при дифракции рентгеновских лучей. [c.388]

Система (1.1) является, как известно, полной только тогда, когда указана связь (материальное уравнение), позволяющая выразить О через Е, а если нужно, то и через В. В конденсированной среде эта связь обычно может считаться линейной, поскольку рассматриваются поля несравненно более слабые, чем поле атомных масштабов — е1а ,— 10 в см. По этой причине нелинейные явления (наблюдающиеся, например, в плазме в довольно легко достижимых условиях см. 6], гл. VIII) в оптике конденсированных сред приобрели интерес лишь в последнее время в связи с использованием лазеров. Нелинейная оптика [26] остается, однако, несколько выделенной областью, непосредственно не связанной с интересующими нас проблемами (исключение составляет рассмотренный в п. 15.1 вопрос о комбинационном рассеянии света и рентгеновских лучей с образованием экситонов). [c.30]

ОПТИКА (греч. optike — наука о зрительных восприятиях, от optos — видимый, зримый), раздел физики, в к-ром изучаются оптическое излучение (свет), процессы его распространения и явления, наблюдаемые при вз-ствии света и в-ва. Оптич. излучение представляет собой эл.-магн. волны, и поэтому О.— часть общего учения об электромагнитном поле (электродинамики). Оптич. диапазон длин волн охватывает ок. 20 октав и ограничен с одной стороны рентгеновскими лучами, а с другой — микроволновым диапазоном радиоизлучения. Такое разграничение условно и в значит, степени определяется общностью техн. средств и методов исследования явлений в указанном диапазоне. По традиции О. принято подразделять на гео метрическую, физическую и физиологическую. [c.489]

Важнейшими параметрами рентгеновских зеркальных систем являются их разрешающая способность и эффективная апертура. Последняя может сильно отличаться от геометрической апертуры из-за резкой зависимости коэффициента отражения от угла скольжения. Вследствие этой особенности расчет рентгеновских зеркальных систем скользящего падения представляет собой довольно сложную задачу. Обычный для оптики видимого диапазона расчет аберраций методом производных от функции оптического пути в данном случае может да-взть оольшую ПО вшкость, Б осоойшюсти коротковолновой части диапазона, где углы скольжения близки к критическим. Поэтому чаще используется более точный расчет на ЭВМ методом хода лучей с учетом реальных коэффициентов отражения для каждого луча при прохождении его через оптическую систему. Результаты этих расчетов могут быть представлены в аналитическом виде, удобном для быстрой оценки разрешения и эффективности и нахождения оптимальных параметров системы в каждом конкретном случае. Точность метода хода лучей в настоящее время вполне достаточна, поскольку разрешение реальных зеркальных систем из-за погрешностей изготовления далеко от дифракционного. [c.158]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...