Rayos X - Departamento de Física

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Rayos X
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Física Experimental IV
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Wilhem Röntgen (1845-1923) descubrió los Rayos X
en Würzburg el 8 de noviembre de 1895.
1895
P. N. 1901
"On a new kind of rays" Nature 53, 274 (1896).
En esos años se estudiaban las descargas eléctricas en
gases.
1855
1857
Geissler inventó una bomba de vacío, que utilizaba el vacío que
aparece en el extremo de una columna de mercurio (utilizada como
pistón).
Se encerraban gases a distinta presión en tubos de vidrio y
mediante electrodos se excitaban descargas eléctricas.
Plücker observó que aparecía una mancha fluorescente en el
vidrio en la región opuesta al cátodo. También era posible mover
la mancha aplicando un campo magnético cerca del tubo.
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Hittorf, un estudiante de Plücker,
observó que poniendo una pantalla en el
cámino se producían sombras regulares
en la zona de fluorescencia.
Los rayos se propagaban en línea recta.
Goldstein propuso llamarlos "rayos
catódicos".
La opinión científica sobre estos rayos estaba dividida:
Los ingleses (William Crookes) defendían la tesis de que los rayos eran
partículas.
1876
1893 Los alemanes (Hertz, Lenard,…) sostenían que eran ondas como la
luz…ya que podían atravesar delgadas películas metálicas.
1894
1897
J. J. Thomson mostró que los rayos catódicos se propagaban a menor
velocidad que la luz.
J.J. Thomson determinó la relación e/m de estos rayos.
PN 1906
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This equipment consisted of a large Ruhmkorft induction coil
for current production. The coil was attached to a Deprez
interrupter that resulted in a high-energy discharge. He also
acquired several Hittorf-Crookes tubes and some Lenard
tubes of different strengths. The Lenand type was a mound
glass cathode may tube that had a small window covered by a
thin aluminum foil through which the cathode rays could penetrate.
The oval Hittorf-Crookes tube had no such window, only
a glass target area. He also had a Raps vacuum pump, which
was essential to evacuate these tubes prior to use for more
efficiency. When this equipment was all assembled and in
proper working order, he began his observations in earnest.
This brings us to that historic day of Friday, November 8
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Roentgen was called to Berlin to demonstrate his findings to
Emperor Wilhelm II, which he did in the presence of the Impenab
Court on January 13, 1896 [2]. He then returned to
Wumzburg to speak publicly to his colleagues on January 23,
1896 [10]. He ended his talk with a demonstration of his discovery
by taking an X-ray of the hand of Dr. von Kolliken, a distinguished
anatomist who was in the audience. The demonstration
was highly successful (sharp picture with two
rings), and von Kollikem lead an ovation of three cheers for the
discoverer and proposed that the nays henceforth be known as
Roentgen’s rays.
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Röntgen comenzó a estudiar los
rayos catódicos en 1894.
Qué fue lo que descubrió?
Platinocianuro de
Bario
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Reconstrucción de la disposición experimental utilizada por Röntgen.
Foto del Deutches Röntgen - Museum
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ser·en·dip·i·ty n. The faculty of making fortunate
discoveries by accident. [From the characters in the Persian
fairy tale The Three Princes of Serendip, who made such
discoveries, from Persian Sarandºp, Sri Lanka, from Arabic
Sarandºb.] .
J.J. Thomson (1894) y F. Smith habían observado un
efecto relacionado pero no lo exploraron.
El impacto del descubrimiento
sobre el público fue notable.
El uso práctico de los rayos X fue evidente
inmediatamente.
El impacto sobre la comunidad científica fue
también notable.
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Feria Industrial Chicago 1898.
Madam Curie.
Blondot.
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La forma regulares de los cristales sugería que los átomos estaban dispuestos
en forma ordenada en ellos.
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Que son los rayos X?
Según Röntgen, podrían constituir una onda electromagnética longitudinal.
1912
PN 1914
Max von Laue, propuso usar un cristal como "red de difracción"
Para una red de difracción:
n  dsen 
Friedrich y Knipping hicieron el experimento.
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Laue demostró que:
• Los rayos X eran ondas ya que podían dar lugar a fenómenos de
interferencia.
•Los rayos X poseían cortas longitudes de onda.
•Los cristales poseen una estructura atómica ordenada.
1912 W.H.Bragg y W.L.Bragg
PN 1915
•La radiación es dispersada por los átomos en todas direcciones.
• Pero interfiere destructivamente excepto que, considerando los
planos atómicos:
•El haz emergente, el incidente y la normal están en el
mismo plano (reflexiones de Bragg).
• Los haces emergentes de reflexiones en distintos planos
interfieren constructivamente si n  2dsen 
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

d
n  2dsen 
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Cómo se producen los rayos X?
Efecto fotoeléctrico inverso.
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99%
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Radiación característica.
Bremsstrahlung
h  eV
12.396 o

A
V (volt)
1915
Duane y Hunt
 hc  1
  
 e V
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Forma normal de hacer difractograma Laue
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Configuraciones Tesla
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Canal 1: Tensión medida sobre la bobina de
salida, utilizando un divisor de tensión
1/100.
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Canal 2: Tensión medida sobre una
bobina de prueba, colocada cercana a la
base de la bobina de salida.

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