La fisica dei corpuscoli/Capitolo 9/5
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5. — Varie specie di raggi X. — Negli usi pratici in cui sono entrati i raggi X si sogliono distinguere ordinariamente i raggi duri dai raggi molli o dolci. Sogliamo dire che un tubo focus è duro quando emette raggi molto penetranti, e ciò verifica se il vuoto nel tubo è molto spinto. Un tubo ordinario suol divenire duro con l’uso, perchè il gas che vi era presente viene a poco a poco proiettato e fissato sulle pareti. In un tubo in cui il vuoto è molto spinto gli elettroni che costituiscono i raggi catodici hanno una grande velocità e provocano raggi X di alta frequenza, di piccola lunghezza d’onda e quindi molto penetranti. La durezza dei raggi varia dunque con la frequenza, ossia col numero delle vibrazioni elettromagnetiche che si compiono in un secondo, e perciò inversamente alla lunghezza d’onda della vibrazione stessa.
Per molto tempo l’unico modo in cui si poteva studiare la natura dei raggi X era quello di misurare il loro potere penetrante.
Il Barkla nelle sue ricerche sulla polarizzazione dei raggi X si accorse presto che la polarizzazione non era completa, e che quando un fascio di raggi ha colpito già una sostanza esso comprende due tipi di radiazione, una polarizzata e l’altra no. Questa parte di raggi non polarizzati erano emessi dallo stesso corpo che veniva colpito dai raggi primitivi. Inoltre questi raggi secondari variavano da un corpo all’altro. Erano dunque raggi caratteristici che venivano detti raggi fluorescenti, emessi dalla sostanza. Questi raggi, come osservò il Kaye, potevano essere emessi anche direttamente facendo funzionare da anticatodo il corpo stesso di cui si vuole studiare l’emissione.
I risultati degli studi del Barkla si possono riassumere così:
Ogni elemento emette raggi caratteristici ossia di un determinato potere penetrante. Col crescere del peso atomico cresce anche il potere penetrante dei raggi caratteristici. Alcuni elementi emettono due serie distinte di raggi con potere penetrante molto diverso. Il Barkla distinse questi due tipi col nome di serie K e serie L. Per quegli elementi che emettono raggi delle due specie i raggi della prima serie hanno un potere penetrante circa 300 volte maggiore di quelli della seconda, ma gli elementi leggeri emettono solo raggi della serie K, quelli pesanti solo raggi della serie L.
Per ciò che riguarda la possibilità che un fascio primario di raggi ecciti dei raggi secondari incontrando un altro corpo, il Barkla verificò che i raggi eccitanti devono essere sempre più duri di quelli eccitati. Quindi raggi caratteristici di un elemento di peso atomico elevato possono eccitare raggi d’un elemento più leggero, perchè questo emette raggi più molli, non di un elemento a peso atomico più alto, perchè col crescere del peso atomico cresce la durezza dei raggi caratteristici.
ma uno studio molto più profondo dei raggi X caratteristici degli elementi si è potuto fare solo da quando si è trovato il modo di determinare la lunghezza d’onda.