Применение рентгеновских лучей
В науке и технике широко используются такие свойства рентгеновских лучей, как их большая проникающая способность, действие на фотопластинки, способность вызывать ионизацию в веществе, сквозь которое они проходят.
Так, рентгеновская дефектоскопия — способ определения наличия, местонахождения и размеров внутренних дефектов в материалах и изделиях — основана на различии ослабления рентгеновских лучей при их прохождении сквозь участки изделия различной плотности и протяженности. В рентгеновской дефектоскопии наиболее распространенным является фотографический метод с получением изображения на рентгеновской пленке.
С помощью рентгеноструктурного анализа исследуют атомную структуру вещества путем изучения картины дифракции и рассеяния рентгеновских лучей веществом.
Свойство рентгеновских лучей в различной степени поглощаться разными элементами, способность вызывать свечение люминесцирующих экранов легли в основу их широкого использования в медицине для просвечивания различных органов больных с целью диагностики, для лечения злокачественных опухолей, для обнаружения различных включений, например осколков в теле человека. Физиологическое действие рентгеновских лучей впервые исследовал русский академик А. М. Бехтерев.
Билет № 22
Теплое расширение тел. Особенности теплового расширения воды.
Фотоэффект и его применение.
Задача на нахождение тока.
Ответы:
Тепловое расширение.
Известно, что при повышении температуры линейные размеры твердых тел увеличиваются, а при понижении – уменьшается.
Тепловым расширением называется увеличение линейных размеров тела и его объёма, происходящее при повышении температуры.
При нагревании твердого тела увеличиваются средние расстояния между атомами.
На рис. 5.8 представлена зависимость потенциальной энергии Еп двух атомов от расстояния r между ними. С повышением температуры возрастает полная энергия атомов. При температуре Т1 атом имеет энергию Е1 и колеблется между точками 1 — 1 около положения равновесия rо. Если температура тела возрастает до Т2 > Т1, то увеличивается и энергия атома Е2>Е1 и он колеблется уже между точками 2— 2. Следовательно, с нагреванием возрастает среднее расстояние между положением равновесия частиц твердого тела, т.е. происходит тепловое расширение.
Линейное расширение
Линейное тепловое расширение характеризуется температурным коэффициентом линейного расширения . Предположим, что твердое тело при начальной температуре То имеет длину lо. При нагревании тела до температуры Т его длина увеличится до l, т.е. на l = l — lо. Относительное удлинение тела составит l / lо.Величина, равная отношению относительного удлинения тела к изменению его температуры на
Т=Т—То, называется температурным коэффициентом линейного расширения:
Из формулы (5.7) определяется зависимость длины твердого тела от температуры:
l = lo ( l + T) (5.8)
Для большинства тел можно считать, что температурные коэффициенты линейного расширения практически не зависят от температуры.
Температурные коэффициенты линейного расширения некоторых материалов при 273 К
Объемное расширение
С возрастанием
температуры изменяется, и объем тела.
В пределах не слишком большого
температурного интервала объем
увеличивается пропорционально
температуре. Объемное расширение твердых
тел характеризуется температурным
коэффициентом объемного расширения р
— величиной, равной отношению
относительного увеличения объема Д V /
Vo тела к изменению температуры AT:
(5.9)
где V=
V— Vo, Vо и V
— объемы тела при температурах То
и Т
соответственно. Из (5.9) получим
(5.10)
Между температурными
коэффициентами линейного и объемного
расширения существует связь
(5.11)
которая легко устанавливается из соотношения между длиной / тела и его объемом (V = l ).
Тепловое расширение жидкостей
При нагревании жидкости возрастает средняя кинетическая энергия хаотического движения ее молекул. Это приводит к увеличению расстояния между молекулами, а следовательно, и к увеличению объема. Тепловое расширение жидкостей, как и твердых тел, характеризуется температурным коэффициентом объемного расширения. Объем жидкости при нагревании определяется по формуле (5.10).
При увеличении объема тел уменьшается их плотность. Обозначая р и ро плотности при температурах Т и То соответственно и учитывая, что p = m/V, получаем
р = ро/(1 + ). (5.12)