“Норвежский флаг”

На рисунке показан норвежский флаг, только в черно-белом варианте, с градациями серого. Это первое, что приходит в голову при беглом взгляде на изображение.

Но уже второй взгляд замечает указанный масштаб и становится ясно, что на рисунке показан объект с поперечником чуть более 100 микрон. При этом объект на рентгеновском снимке (а показано именно изображение в рентгеновских лучах) удивительно контрастен – черная полоса очень явно выделяется на фоне светлой полосы. Черная полоса соответствует вольфраму, тонкая нить из которого находится внутри бериллиевого волокна. Для физика, знающего основы взаимодействия излучения с веществом, в столь сильном контрасте нет ничего загадочного. Дело в том, что вольфрам и бериллий очень сильно отличаются друг от друга по атомному номеру, то есть по числу электронов. На электронных оболочках первого 74 электрона, а второго – всего 4. Рассеяние и поглощение рентгеновского излучения нелинейно зависит от атомного номера, на фоне бериллия вольфрам всегда будет практически абсолютно черным телом. А вот если атомные номера и атомные плотности элементов близки, то контраста на первый взгляд не получить. Но это только на первый взгляд. На самом деле физики научились подбирать длину волны излучения таким образом, чтобы настраиваться на определенный химический элемент и видеть вклад от него явным образом. Но для иллюстрации этих тонких эффектов нужны другие рисунки, а “норвежский флаг” для физика очень прост по сути – он иллюстрирует контраст между сильно отличающимися элементами.
 
By | 2017-06-29T10:17:09+00:00 November 19th, 2015|Наука|0 Comments