sâmbătă, 24 noiembrie 2012

RAZELE X


Razele-X

        Materia, noi si tot ceea ce ne inconjoara, este alcatuita din spatii goale. Chiar si o roca este alcatuita din spatii, aceasta se datoreaza faptului ca materia este alcatuita din atomi. Un atom este alcatuit dintr-un invelis electronic format din electroni (cu sarcina electrica negativa) care orbiteaza in jurul unui nucleu, compus si el la randul lui din protoni (sarcina electrica pozitiva, egala cu cea a electronilor) si neutroni (fara sarcina electrica). Proportia dintre nucleu si invelis electronic este egala cu cea a unui graunte de nisip in centrul unui stadion de fotbal.

Nucleul detine mai mult de 99,9% din masa atomului, si totusi are un diametru de doar 1/100000-a parte din invelisul electronic. Electronii nu ocupa mult loc, insa traiectoria orbitei lor defineste marimea atomului, care este in proportie de 99.9999999999999% vid!

Ceea ce credem noi ca atingem este doar  rezultatul semnalelor nervoase din corpul nostru, deoarece distanta minima la care ne putem apropia de un obiect este de un Ångstrom (Å). Cum ar arata materia daca nu ar fi “goala”, daca am putea sa frangem invelisul electronic la dimensiunea nucleului? Sa presupunem ca am putea genera o forta destul de mare incat sa zdrobim “golul” din atomii unei roci de dimensiunea unui teren de fotbal. Stanca ar pute fi redusa la dimensiunea unui fir de nisip si totusi sa cantareasca 4 milioane de tone!

Surse de raze-X

Sistemul solar- Atmosfera externa a Soarelui este o sursa de raze-X.

Stele -  Atmosfera fierbinte sau corola stelelor normale produc si ele raze-X. Observatiile razelor-X sunt folositoare la intelegerea activitatii stelelor in evolutia lor.

 

Stelele Pitice Albe- Acestea sunt dense, resturi arse ale unor stele cum ar fi Soarele. Ele s-au format in urma consumarii combustbilului  nuclear.

 

Supernove si ramasite ale acestora – Cand o stea explodeaza si se transforma intr-o supernova, explozia creeaza un nor in care se pot atinge valori de mai multe milioane de grade care straluceste in raze-X timp de mii de ani. Observatiile razelor-X pot dezvalui dinamica exploziei si elementele grele prezente in norul rezultat.

Stelele neutronice- Cand o stea masiva devine o supernova, ea poate lasa in urma sa ramasite  dense numite de specialisti “stele neutronice”. Stelele neutronice tinere trimit in afara lor particule cu energii care pot trimite raze-X timp de mai multe mii de ani.

Gaurile negre-Cand stea moarta are masa mai mare decat trei sori, aceasta formaeaza o gaura neagra in spatiu. Telescoapele pentru observarea razelor-X ne dau o imagine asupra materiei supraincalzite care se misca in jurul gaurilor negre.

Galaxiile – Observatiile prin raze-X a galaxiilor normale au revelat calduroasa, energetica parte a caracterului unei galaxii prin localizarea stelelor neutronice, ramasitele supernovelor si ale gaurilor negre.

Galaxii active si Quasari – Galaxiile active duc o “viata” violenta, de obicei in centrul acestora. Aceasta activitate se datoreaza unei gauri negre uriase din centrul acestora sau o coliziune cu o alta galaxie sau ambele. Quasarii sunt exemple extreme de galaxii active.

 
Un fundal radioactiv– Cerul observat in raze-X nu este intunecat, ci este slab luminat, lumina in raze-X care vine de la multe surse indepartate.

 

Absorbtia de raze-X



Absorbtia acestora de catre atmosfera Pamantutui este impartita pe mai multe strauri atmosferice.  Absorptia se face in urmatorul mod:

Fotonii razelor-X—particule minuscule incarcate cu energie electromagnetica puternica—sunt absorbiti de orice intalnesc in cale si care este compus din atomi. Cantitatea de radiatii se imputineaza trecand prin ionosfera si prin stratul de ozon.


 Ce se  intampla cand razele-X sunt absorbite in atmosfera?


Energia unei unde X incearca sa deplaseze un electron de la orbita lui din jurul unui atom de oxigen.acest proces se numeste absorbrtia foto-electrica, deoarece un foton este absorbit in procesul inlaturarii electronului de la atom. 

 Telescoapele pentru observarea razelor-X de deasupra Pamantului pot colecta radiatii de tip X de la surse care se afla la miliarde de ani lumina departare. Aceste radiatii-XA de provenienta cosmica sunt focalizate de o oglinda concava si redirectionate spre un aparat de masura a intensitatii si proprietatilor cum ar fi directia din care vin si energia razelor-X. Un material solid sau gazos din interiorul aparatului absoarbe aceste raze sub efectul foto-electric.