مقاله درمورد جوشکاری و برشکاری با استفاده از اشعه لیزر از روشهای نوین جوش

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 4

جوشکاری و برشکاری با استفاده از اشعه لیزر از روشهای نوین جوشکاری بوده که در دههای اخیر مورد توجه صنعت قرار گرفته و امروزه به خاطر کیفیت ، سرعت و قابلیت کنترل آن به طور وسیعی در صنعت از آن استفاده می شود .به وسیله متمرکز کردن اشعه لیزر روی فلز یک حوضچه مذاب تشکیل شده و عملیات جوشکاری انجام می شود . اصول کار و انواع لیزرهای مورد استفاده در جوشکاری : به طور عمده از دو نوع لیزر در جوشکاری و برشکاری استفاده می شود : لیزرهای جامد مثل Ruby و ND:YAG و لیزرهای گاز مثل لیزر CO2 . در زیر اصول کار لیزر Ruby که از آن بیشتر در جوشکاری استفاده می شود توضیح داده می شود . این سیستم لیزر از یک کریستال استوانه ای شکل Ruby (Ruby یک نوع اکسید آلومینیوم است که ذرات کرم در آن پخش شده اند . ) تشکیل شده است . دو سر آن کاملا صیقلی و آینه ای شده و در یک سر آن یک سوراخ ریز برای خروج اشعه لیزر وجود دارد . در اطراف این کریستال لامپ گزنون قرار دارد که لامپ فوق برای کار در سرعت حدود 1000 فلاش در ثانیه طراحی شده است . لامپ گزنون با استفاده از یک خازن که حدود 1000 بار در ثانیه شارژ و تخلیه شده فلاش می زند و هنگامی که کریستال Ruby تحت تاثیر این فلاش ها قرار بگیرد اتمهای کرم داخل شبکه کریستالی تحریک شده و در اثر این تحریک امواج نور از خود سطع می کنند و با باز تابش این اشعه ها در سطوح صیقلی و تقویت آنها اشعه لیزر شکل می گیرد . اشعه لیزر شکل گرفته از سوراخ ریز خارج شده و سپس به وسیله یک عدسی بر روی قطعه کار متمرکز شده که بر اثر برخورد انرژی بسیار زیادی در سطح کوچکی آزاد می کند که باعث ذوب و بخار شدن قطعه و انجام عمل ذوب می شود . محدودیت لیزر Ruby پیوسته نبودن اشعه آن است در حالیکه انرژی خروجی ان بیشتر از لیزر های گاز مانند لیزر CO2 است که در آنها اشعه حاصله پیوسته است، از لیزر CO2 بیشتر به منظور برش استفاده می شود و از لیزر ND:YAG بیشتر برای جوشکاری آلومینیوم استفاده میشود . از انجا که در این روش مقدار اعظمی از انرژی مصرف شده به گرما تبدیل می شود این سیستم باید به یک سیستم خنک کننده مجهز باشد . در جوشکاری لیزر دو روش عمده برای جوشکاری وجود دارد : یکی حرکت دادن سریع قطعه زیر اشعه است تا که یک جوش پیوسته شکل بگیرد و دیگری که مرسوم تر است جوش دادن باچند سری پرتاب اشعه است . در جوشکاری لیزر تمامی عملیات ذوب و انجماد در چند میکروثانیه انجام می گیرد و به خاطر کوتاه بودن این زمان هیچ واکنشی بین فلز مذاب و اتمسفر انجام نخواهد شد و از این رو گاز محافظ لازم ندارد . طراحی اتصال در جوشکاری لیزر : بهترین طرح اتصال برای این نوع جوشکاری طرح اتصال لب به لب می باشد و با توجه به محدودیت ضخامت در آن می توان ازطرح اتصال های T یا اتصال گوشه نیز استفاده نمود . مزایای جوشکاری لیزر : - حوضچه مذاب می تواند داخل یک محیط شفاف ایجاد شود ( باعکس روشهای معمولی که همیشه حوضچه مذاب در سطح خارجی آنها ایجاد می شود ) . - محدوده بسیار وسیعی از مواد را مانند آلیاژها با نقاط ذوب فوق العاده بالا ، مواد غیر همجنس و ... را میتوان به یکدیگر جوش داد . - در این روش میتوان مکان های غیر قابل دسترسی را جوشکاری نمود . - از آنجا که هیچ الکترودی برای این منظور استفاده نمی شود نیازی به جریانهای بالا برای جوشکاری نیست . - اشعه لیزر نیاز به هیچگونه گاز محافظ یا محیط خلایی برای عملکرد ندارد . - به خاطر تمرکز بالای اشعه منطقه HAZ بسیار باریکی در جوش تشکیل میشود . - جوشکاری لیزر نسبت به سایر روشهای جوشکاری تمیز تر است . محدودیت ها و معایب جوشکاری لیزر : سیستم های جوشکاری لیزرنسبت به سایر دستگاههای سنتی جوشکاری بسیار گران هستند و در ضمن لیزرهایی مانند Ruby به خاطر پالسی بودن اکثر آنها از سرعت پیشروی کمی برخوردارند ( 25 تا 250 میلیمتر در دقیقه ) . همچنین این نوع جوشکاری دررای محدودیت عمق نیز می باشد . موارد استفاده اشعه لیزر : از اشعه لیزر هم به منظور برش و هم به منظور جوشکاری استفاده می شود . این نوع جوشکاری در اتصال قطعات بسیار کوچک الکترونیکی و در سایر میکرو اتصال ها کاربرد دارد . از اشعه لیزر میتوان در جوش دادن آلیاژها و سوپر الیاژها با نقطه ذوب بالا و برای جوش دادن فلزات غیر همجنس استفاده نمود . به طور کلی این روش جوشکاری برای استفاده های دقیق و حساس استفاده میشود . از این روش میتوان در صنعت اتومبیل و مونتاژآن برای جوش دادن درزهای بلند استفاده نمود.

جوشکاری توسط پرتو لیزر در تولیدات صنعتی بشکل روزافزونی در حال گسترش است و دامنهٔ استفادهٔ آن از میکرو الکترونیک تا کشتی سازی گسترده شده است. تولید انبوه خودکار در این بین از بیشترین توسعه برخوردار گشته‌اند که این پیشرفتها را می‌توان مرهون عوامل زیر دانست:

حرارت ورودی محدود منطقهٔ حرارت پذیرفتهٔ کوچک میزان ناصافی اندک سرعت بالای جوشکاری این خصوصیات جوشکاری لیزری را گزینهٔ منتخب بسیاری از قسمت‌های صنعتی کرده که از جوشکاری مقاومتی در گذشته استفاده می‌کردند. با توجه به خصوصیات منحصر به فرد این روش می‌توان بکارگیری گستردهٔ آنرا در زمینهٔ کاربردهای مختلف انتظار داشت.

فرآیندهای ترکیبی که از ترکیب لیزر و قوس MIG استفاده می‌کنند برای قرار گرفتن بر سطحی که بایستی جوشکاری در آن انجام شود طراحی شده اند. علاوه بر این تجهیزات .یژهٔ بکار گرفته شده بشکل قابل توجهی ابزارهای مورد نیاز برای آماده سازی لبهٔ مورد نظر برای جوشکاری را کاهش می‌دهند. آلیاژهایی که برای سیمهای پر کننده در قسمت درز گیری بکار میروند باعث یکدست شدن فیزیکی آن ناحیه می‌شوند. علاوه بر این فرآیندهای ترکیبی بکار گرفته شده قادر اند سرعت انجام کار را بشکل قابل توجهی افزایش دهند. همچنین در نفوذ عمقی و درزگیری کلی هم موثرند. پیشرفتهای بی نظیر اخیر در زمینهٔ دیودهای لیزری موقعیت جدیدی را برای حل مشکلات همیشگی صنعتی فراهم کرده است. البته باید در نظر داشت که این فرآیندها برای همگون شدن با قسمت‌های مورد نظر بایستی بشکلی اختصاصی تغییر یابند.

لیزرهای دی اکسید کربنی قدرتمند(۲-۱۰kW) در حال حاضر در جوشکاری بدنهٔ اتومبیلها، قسمت‌های حمل و نقل، مبادله کننده‌های حرارتی و پر کردن حفره‌ها مورد استفاده قرار میگیرند. سالها لیزرهای یاقوتی کمتر از ۵۰۰W برای جوش بخش‌های کوچک مورد استفاده قرار می‌گرفتند. برای مثال قسمت‌های کوچک و ظریف ابزارهای پزشکی، بسته‌های الکترونیکی و حتی تیغ های اصلاح صورت. لیزرهای یاقوتی چند کیلوواتی از گذراندن پرتو از فیبرهای نوری استفاده می‌کردند. اینکار بسادگی توسط روبوت ها انجام می‌شد و دامنهٔ وسیعی از کاربردهای سه بعدی مثل برش لیزری و جوش بدنهٔ اتومبیلها را ممکن می‌کرد.

پرتو لیزر در نقطهٔ کوچکی متمرکز می‌شود و باشدتی که در آن نقطه ایجاد می‌کند باعث ذوب و حتی بخار کردن فلز می‌شود. برای تمرکز نیروی لیزرهای دی اکسید کربنی قدرتمند، آینه‌های خنک شونده توسط آب بجای عدسی ها مورد استفاده قرار می‌گرفتند. جوشکاری بطور کلی به دو شکل انجام می‌شود. در شکل هدایتی جوشکاری، حرارت از طریق هدایت گرمایی به فلز منتقل می‌گردد. این روش مختص لیزرهای یاقوتی نسبتاً کم انرژی تر است کهم معمولاً جوشکاری های کم عمق تر با آنها انجام می‌شود. جوشکاری با لیزرهای پر انرژی معمولاً در پر کردن حفره‌ها مورد استفاده قرار میگیرد. در این قسمت است که ذوب و تبخیر فلز اتفاق می‌‌افتد

مقاله درمورد اشعه ایکس

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 6

به نام خدا

اشعه ایکس، شکلی دیگر از نور

در سال 1895 یک فیزیکدان آلمانی به نام ویلهِلم روئنتگن شکل جدیدی از پرتو را کشف نمود .وی آن را اشعه‌ی ایکس نامید که برناشناخته بودن آن تاکید ورزد.این پرتوی اسرار آمیز قابلیت عبور از بسیاری مواد که نور مرئی را جذب می کنند٬ داشت. همچنین اشعه‌ی ایکس قدرت جداسازی الکترون‌های آزاد اتم را دارد. بیش از سال ها٬ این خصوصیات استثنایی٬ اشعه‌ی ایکس را در بسیاری از زمینه ها مانند پزشکی و تحقیقات در مورد طبیعت اتم مؤثر ساخت. سرانجام اشعه‌ی ایکس به عنوان شکل دیگری از نور معرفی شد .

نور٬ حاصل از جهش ها ٬ ارتعاشات و بی نظمی کل ذرات می‌باشد.نور مانند یک توله سگ سرزنده است که نمی‌تواند ساکن باشد.صندلی که شما روی آن نشسته‌اید در نگاه و احساس غیر متحرک به نظر می رسد.اما اگر شما بتوانید از دید اتمی به آن نگاه کنید خواهید دید که اتم ها و مولکول ها در حال ارتعاشند.صدها ترلیون مرتبه در ثانیه ارتعاش به هم برخورد می‌کنند. در حالیکه سرعت به دور گشتن الکترون 25000مایل در ساعت است.وقتی ذرات باردار برخورد می‌کنند بر اثر تغییرات ناگهانی حرکتشان یک بسته انرژی تولید می‌کنند که فوتون نامیده می‌شوند. فوتون ها با سزعت نور دور می‌شوند.در واقع آن ها نور یا امواج الکترومغناطیس هستند برای شروع یک استفاده فنی. تا این زمان الکترون‌های باردار تنها ذره‌های شناخته شده هستند که دارای بیشترین ناآرامی هستند و بنابراین عامل تولید بسیاری از فوتون‌های جهان می‌باشد.

اشعه X می تواند به واسطه برخورد بین یک الکترون و یک پروتون پر سرعت تولید شود نور می‌تواند شکل‌های مختلفی داشته باشد.امواج رادیویی ٬ امواج میکرو ٬ فروسرخ٬مرئی٬بسیار درخشان ٬اشعه‌ی ایکس و امواج گاما شکل‌های مختلف نور هستند. امواج رادیویی از فوتون های کم انرژی ساخته شده‌اند.فوتون‌های بصری تنها فوتون‌هایی هستند که به وسیله چشم دیده می‌شوند.این پرتوها میلیون‌ها بار از پرتوهای رادیویی معمولی پر انرژی تر هستند.انرژی پرتوهای ایکس صد تا هزار برابر بیشتر از فوتون‌های مرئی می‌باشند.سرعت ذرات هنگامی که برخورد یا ارتعاش می‌کنند یک محدوده را در انرژی فوتون‌ها به وجود می‌آورند. هم چنین سرعت ٬ یک معیار اندازگیری دما نیز می‌باشد.(در یک روز گرم ذرات موجود در هوا نسبت به یک روز سرد سریعتر حرکت می‌کند.)

دماهای خیلی پایین (صدها درجه زیر صفر سلسیویس) تولید امواج رادیویی با انرژی کم و فوتون های امواج میکرو می نماید٬ در حالیکه بدن سرد ما (در حدود 30 درجه سلسیوس)تولید امواج مادون قرمز می کند.دماهای خیلی بالا (میلیون ها درجه سلسیوس)اشعه‌ی ایکس تولید می‌کند.‌

گستره امواج الکترومغناطیس:طول موج  پرتوهای تولید شده به وسیله یک جرم معمولا مربوط به دماست.هم چین خود فوتونها می‌توانند با الکترون‌ها برخورد کنند.اگر الکترون ها بیشتر از فوتون ها انرژی داشته باشند٬ برخور می‌تواند انرژی فوتون‌ها را افزایش دهد.در این صورت فوتون‌ها با انرژی پایین می‌توانند به فوتون ها با انرژی بالا تبدیل شوند.این فرایندپراکندگی کامپتون (Compton scattering ) خوانده می شود. که در مورد سیاهچاله ها٬جایی که ماده چگال می شودو درجه حرارت میلیونی وجود دارد٬این پدیده اهمیت می یابد.فوتونهای جمع آوری شده در فضا توسط تلسکوپ اشعه ایکس ٬ لکه های  تاریک را آشکار میسازد.مناطقی که در آن ٬ذرات به واسطه انفجارهای عظیم یا میدان گرانشی شدید٬به دماهای بالا برانگیخته میشوند یا انرژی کسب می کنند.

بازگشت پراکنده کامپتونی

این شرایط در کجا وجود دارد؟

در یک تغییر شگفت آور مکان٬ در دامنه‌ای به وسعت فضای وسیع بین کهکشان‌ها تا دنیای فروریخته و حیرت انگیز ستاره‌های نوترونی یا سیاهچاله‌ها.

خطوط نشری و جزبی:

وقتی یک الکترون آزادبه وسیله میدان الکتریکی یک پروتون یا یک اتم باردار(یون)شتاب داده می‌شود فوتون های ساطع شده می‌تواند یک دامنه گسترده از انرژی را بوجود آورند.انرژی‌ها وابسته به سرعت حرکت الکترون‌ها و میزانی که شتاب به آن‌ها داده شده است می‌باشند.انرژی فوتون های تولید شده تحت این فرایند طیف پیوسته خوانده می‌شود و می‌تواند به صورت یک منحنی پیوسته ترسیم شود.در مقایسه٬ اگر الکترون در حال گردش به دور هسته یک اتم خنثی یا باردار باشد٬طیف به صورت یک سری رأس های نوک تیز یا خطوط در می آید و این به خاطر تطابق گردش الکترون ها در اتم با نظریه کوانتم است.این گردش ها٬ یا بطور دقیق تر٬این سطوح انرژی ٬به واسطه مقدار انرژی که دارند مجزا می شوند ٬درست همانند جدا شدن پله ها به واسطه بلندیشان .همان طور که شما نمی توانید در موقیتی مابین گام های پله ای گامی بردارید ٬الکترون در اتم نمی تواند بین دو سطح انرژی قرار بگیرد.اتم برای هر عنصری مثل اکسیژن ٬کربن و ... سطح انرژی منحصر به خود دارد.

طیف NGC4151 منتقل شده با انرژی بالا توسط چندرا 

مطالعه دقیق انرژی فوتون های ساطع یا جذب شده به وسیله ذرات یک اتم یک طرح کلی را برای  حالت انرژی  آن اتم ارائه می دهد.با دانستن این طرح کلی و گسترده انرژی ستاره شناسان قادرند در امواج ساطعه از ستارگان و گازها ٬به محاسبه مقدار هر عنصر اقدام کنند .در این صورت ستاره شناسان می توانند تعیین کنند که ستاره ها بیشتر از هیدروژن با مخلوطی از هلیم و همچنین عناصر سنگین

مقاله درمورد اشعه فروسرخ

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 3

اشعه فروسرخ

/

بکار بردن گرما یکی از متداولترین روشهای درمان فیزیکی است. از موارد استعمال درمانی مادون قرمز موارد زیر را میتوان ذکر کرد. 

تفاوت عدسی عینکها در درصد پرتوهای فرابنفش وفروسرخی است که به چشم منتقل میکنند.عینکهای آفتابی پلاستیکی(مخصوص بچه ها)وعینکهای آفتابی پولاروید در مقایسه با شیشه های روشن یا عینکهای آفتابی تجارتی امریکا“نورفروسرخ بیشتری به چشم وارد میکند.

لامپهای گرمایی که درصد بیشتری ازنورفروسرخ را با طول موجهایnm2000-1000تولید میکنند معمولا در درمانهای فیزیکی بکار میروند.نور فروسرخ بیشتر از نور دیدگانی در بافتها نفوذ میکند بنابراین بافتهای عمقی را بهتر گرم مینماید

در روش عکس برداری با بازتاب از طول موجهای900-700نانومتربرای نشان دادن اشکال سیاهرگهای زیر پوست استفاده میشود.بعضی ازاین سیاهرگها با چشم قابل رویت اند.تفاوت چشمگیری دراشکال سیاهرگهای افراد طبیعی وجود دارد.حتی ممکن است شکل سیاهرگها در دوپستان فرد بسیارمتفاوت باشد.سرطان وسایر بیماریها نیز تغییراتی درشکل سیاهرگها ایجاد میکنند.اما ممکن است این تغییرات ازنظردور بمانند.همچنین وجود یک لایه چربی درزیر پوست می تواند تغییرشکل سیاهرگ را کمتر آشکار کند. 

امواج نزدیک فروسرخ بدون توجه به رنگ پوست تقریبا 3MM  در پوست نفوذ می کنند.انواع پوستهای رنگی مقداریکسانی ازنور فروسرخ را بازمیتابانند“بنابراین تصاویر فروسرخ سیاهپوستان وسفید پوستان تقریبا مشابه است.

پرتو فروسرخ را همچنین میتوان برای عکسبرداری از مردمک ”بدون تحریک واکنشی که آنرا تغییر میدهد“بکارگرفته شود.این عکسبرداری کاربرد بالینی چشمگیری ندارد.اما دربرخی پژوهشهای بینایی سودمند است.

در روش عکس برداری با گسیل امواج بلند گرمایی فروسرخ از بدن گسیل میشوند

که نشان دهنده دمای بدن است.وبه آن دما نگاری میگویند.

تلسکوپها و آشکارسازهایی که توسط ستاره شناسان مورد استفاده قرار میگیرند نیز از خودشان انرژی گرمایی منتشر میسازند. بنابراین برای به حداقل رساندن این تاثیرات نامطلوب و برای اینکه بتوان حتی تشعشعات ضعیف آسمانی را هم آشکار ساخت، اخترشناسان معمولا تلسکوپها و تجهیزات خود را به درجه حرارتی نزدیک به ۴۵۰فارنهاید، یعنی درجه حرارتی حدود صفر مطلق ، میرسانند. مثلا در یک ناحیه پرستاره ، نقاطی که توسط نور مرئی قابل رویت نیستند، با استفاده از تشعشعات مادون قرمز بخوبی نشان داده میشود. همچنین مادون قرمز میتواند چند کانون داغ و متراکم را همره با ابرهایی از گاز و غبار نشان دهد. این کانونها شامل مناطق پرستاره‌ای هستند که در واقع میتوان آنها را محل تولد ستاره‌ای جدید دانست. با وجود این ابرها ، رویت ستاره‌های جدید با استفاده از نور مرئی به سختی امکانپذیر است

گرمایی که ما از خورشید یا از یک محیط گرم احساس میکنیم، همان تشعشعات مادون قرمز یا به عبارتی انرژی گرمایی است. حتی اجسامی ‌که فکر میکنیم خیلی سرد هستند، نیز از خود انرژی گرمایی منتشر میسازند (یخ و بدن انسان). سنجش و ارزیابی انرژی مادون قرمز ساطع شده از اجرام نجومی ‌به علت اینکه بیشترین جذب را در اتمسفر زمین دارند مشکل است. بنابراین بیشتر ستاره شناسان برای مطالعه انتشار گرما از این اجرام از تلسکوپهای فضایی استفاده میکنند. 

انتشار گرما باعث آشکار شدن آنها در تصاویر مادون قرمز میشود. اختر شناسان با استفاده از طول موجهای بلند مادون قرمز میتوانند به مطالعه توزیع غبار در مراکزی که محل شکل گیری ستاره‌ها هستند، بپردازند. با استفاده از طول موجهای کوتاه میتوان شکافی در میان گازها و غبارهای تیره و تاریک ایجاد کرد تا بتوان نحوه شکل گیری ستاره‌های جدید را مورد مطالعه قرار داد. ابرهای بین ستاره‌ای که حاوی گاز و غبار هستند، در طول موجهای بلند مادون قرمز خیلی بهتر آشکار میشوند (100 برابر بیشتر از نور مرئی).

اخترشناسان برای دیدن ستاره‌های جدید که توسط این ابرها احاطه شده‌اند، معمولا از طول موجهای کوتاه مادون قرمز برای نفوذ در ابرهای تاریک استفاده میکنند. اخترشناسان با استفاده از اطلاعات بدست آمده از ماهوارهای نجومی ‌مجهز به مادون قرمز صفحات دیسک مانندی از غبار را کشف کردند که اطراف ستاره‌ها را احاطه کرده‌اند. این صفحات احتمالا حاوی مواد خامی ‌هستند که تشکیل دهنده منظومه‌های شمسی هستند. وجود آنها خود گویای این است که سیاره‌ها در حال گردش حول ستاره‌ها هستند.

•اگر نگاه دقیق و علمی ‌به یک طیف الکترومغناطیسی بیندازیم، میبینیم که از یک طرف طیف تا سوی دیگر آن ، انواع تشعشعات و پرتوها بر اساس طول موج و فرکانس‌های مختلف قرار دارند، از آن جمله میتوان به تشعشعات گاما ، اشعه ایکس ، ماورای بنفش ، نور مرئی ، مادون قرمز و امواج رادیویی اشاره کرد. هر کدام از این پرتوها و تشعشعات همگام با پیشرفت بشر ، به نوبه خود چالش‌هایی را در زمینه‌های علمی ‌پدید آورده‌اند که در اینجا علاوه بر کاربرد مادون قرمز در شاخه ستاره شناسی ، اشاره‌ای به کارآیی چشمگیری این پرتو در رشته پزشکی خواهیم داشت.

با وجود حرارت ملایم ، کاهش درد به احتمال زیاد بواسطه اثر تسکینی بر روی پایانه‌های عصبی ، حسی ، سطحی است. همچنین به علت بالا رفتن جریان خون و متعاقب آن متفرق ساختن متابولیتها و مواد دردزای تجمع در بافتها ، درد کاهش مییابد. تابش این اشعه راه مناسبی برای درمان اسپاسم و دستیابی به استراحت عضلانی میباشد

از مهمترین کابردهای تشخیصی آن میتوان توموگرافی را نام برد. اصطلاح ترموگرافی به عمل ثبت و تفسیر تغییراتی که در درجه حرارت سطح پوست بدن رخ میدهد، اطلاق میشود. تصویر حاصل از این روش که توموگرام نامیده میشود، بخش الگوی حرارتی سطح بدن را نشان میدهد. در توموگرافی ، آشکار ساز ، تشعشع حرارتی دریافت شده توسط دوربین را به یک سیگنال الکترونیکی تبدیل میکند و سپس آن را علاوه بر تقویت بیشتر ، پردازش میکند تا اینکه یک صفحه کاتودیک مثل مونیتور تلویزیون آشکار شود.

تحقیق در مورد اشعه ایکس وتهیه آن

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .doc ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 44 صفحه

 قسمتی از متن .doc : 

اشعة ایکس وتهیة آن

اشعةایکس درسال1895 توسط رونتگنRontgon کشف شد . این دانشمندضمن آزمایش هایی که دربارة فلورسانس انجام می داد ، مشاهده نمودکه اگر جدارة لولة کروکس را با کاغذ سیاهی بپوشاند ، تشعشع حاصل به هنگام تخلیة الکتریکی در داخل لولة کروکس ، صفحه و فیلم عکاسی موجود درخارج لولة کروکس پوشانده شده با کاغذ سیاه را متأثر می سازد . یعنی دراثر بمباران ماده توسط الکترون ، اشعه ای حاصل می شود که از اجسام کدر عبور می نماید. چون در ابتدای امر طبیعت این اشعه مجهول بود آن را اشعة ایکس نامید . امروزه اشعة ایکس را می توان توسط لامپ های یونی و لامپ های الکترونی تهیه نمود .

1ـ لامپ های یونی: لامپ های یونی ازحباب شیشه ای که دارای دوالکترود می باشد و فشار هوای داخل آن در حدود 0.5 میلیمتر جیوه می باشد درست شده است . به طوریکه در صورت ایجاد اختلاف پتانسیل نسبتا‏‎ً زیاد بین دو الکترود یا دو قطب اشعة کاتودیک حاصل شده و در اثر برخورد این اشعة کاتودیک بر آند ،که آن را آنتی کاتد می نامیم ،اشعة ایکس تولید می ـ شود . چون قسمت اعظم انرژی الکترون ها به صورت حرارت درآنتی کاتد ظاهر می شود ، لذا برای جلوگیری از ذوب آنتی کاتد آن را از فلزات دیرگداز مانند پلاتین و یا تنگستن می سازند در شکل زیر نمونه ای از یک لامپ یونی را مشاهده می کنید .

2ـ لامپ های الکترونی یا لامپ های کولیج Coolidge :

این لامپ در 1912توسط کولیج ساخته شده است . مکانیسم این لامپ مانند یک لامپ دو قطبی می باشد بدین ترتیب که یک فیلمان یا رشته سیم ازجنس تنگستن بااستفاده ازولتاژ 6.3ولت گرم شده و فلز دهندة الکترون را طبق پدیدة ترمویونیک گرم می نماید . الکترون های به وجود آمده تحت تاُثیر پتانسیل DC بالا که بین همین فلز دهندة الکترون (کاتد) و فلز آند (آنتی کاتد) الکترون ها سرعت نزدیک به ثلث تا نصف سرعت نور به خود اختصاص می دهد ،که ضمن برخورد با آنتی کاتد نیز متوقف شده و در نتیجه تمام انرژی آن به حرارت تبدیل می شود لذا ضمن این که آنتی کاتد از فلزات دیر گداز نظیر مس ـ آهن ـ کبالت ـ کُرم ـ مولیبدن ـ تنگستن و نقره می سازند و آن را توسط جریان هوا یا آب خنک می نمایند .لامپ های مولد اشعة ایکس که براساس لامپ کولیج شناخته شده بر دو نوع :

الف ـ تیوپ بسته

ب ـ تیوپ های جدا شدنی

می باشد که هر دو در خلأ کار می کنند و بازده این نوع لامپ ها از رابطة زیر به دست می آیند :

z V 10-9 × 1.1 

که درآن z عدد اتمی آنتی کاتد و Vاختلاف پتانسیلی است که بین آند و کاتد بسته می شود مثلاّ بازده لامپ اشعة ایکس تنگستنی که با 100kv کار می کند برابر 0.8 درصد و لامپ اشعة ایکس مسی که با 30kv کار می کند برابر 0.2 درصد می باشد .

در زیر ، شکل و اجزای تشکیل دهندة تیوپ های بستة مولد اشعة ایکس را ملاحظه می کنید که متشکل از یک محفظة شیشه ای با فشار داخلی 105 میلیمتر جیوه ، یک کاتد و یک آند می باشد . نیمی از یک محفظة شیشه ای دریک غلاف فلزی قرار دارد که جنس آن از آلیاژ کووار covar (مس ، فولاد ، کُرم و مولیبدن ) است البته جنس شیشه طوری است که مانع عبور اشعة ایکس می باشد . دراین لامپ فیلمان یا رشته سیم تولیدکنندة گرما والکترون با استفاده از پدیدة ترمویونیک از جنس تنگستن انتخاب شده و به عنوان کاتد استفاده می شود ، شیشة جوش خورده و انتهایش به طرف ولتاژ کم AC هدایت می شود . اطراف رشته سیم تولید کنندة گرما را محفظة فلزی احاطه کرده که تولید کننده و متمرکزکنندة الکترون های خروجی در اثر پدیدة ترمویونیک بر روی سطح آنتی کاتد است اگر پتانسیل لازم بین کاتد و آنتی کاتد برقرار باشد . بنا بر این سطحی که محل برخورد الکترون ها با آنتی کاتد است کوچک می باشد . این سطح را « سطح کانونی » نامند . با تغییر شدت جریان گذرنده از رشته سیم تعداد الکترون های آزاد شده و همچنین شدت اشعة ایکس را تغییر داد . البته چون الکترون هایی که به آنتی کاتد برخورد می کنند توسط آنتی کاتد متوقف می شوند و در واقع انرژی جنبشی خود را از دست داده و تبدیل به حرارت می شود برای جلوگیری از ذوب شدن آنتی کاتد آن را با جریان هوا یا آب خنک می کنند .

اشعة ایکس تولید شده از دریچه هایی که روی بدنة لامپ تعبیه شده است ، خارج می شود ، ایجاد این دریچه ها از نظر مکانی و از نظر جنس یکی از کارهای اساسی سازندگان مولد اشعة ایکس است .

ازآن جایی که شیشه های معمولی مانع عبور اشعة ایکس بخصوص اشعة ایکس حاصل از آنتی کاتد مس و کُرم هستند ، به جای شیشة معمولی ، ابتدا از شیشة « لن دومان » ـ که از عناصر سبک نظیر لیتیوم و بُر ساخته می شود ـ استفاده می کردند . ولی به خاطر جذب اشعة ایکس از آنتی کُرم و جذب رطوبت زود از بین می رفت ، درلامپ های جدید از ورقه های نازک فلز برلیوم که بسیار محکم و در عین حال جاذب اشعة ایکس نیست ، استفاده می کنند که غالباً همراه با ورقة نازکی از میکا به کاربرده می شود .

شکل و ابعاد سطح کانونی لامپ اشعة ایکس

مولدهای اشعة ایکس بر اساس قدرت تشعشعی که دارند ، دسته بندی می شوند ، این قدرت تشعشعی برحسب جنس آنتی کاتد و ساختمان سطح کانونی آن بستگی دارد ، طبق تعریف و قرار داد ، سطح کانونی مساحتی از آنتی کاتد است که درمعرض برخورد الکترون ها قرار می گیرد ، بنابراین می توان گفت که قدرت تشعشعی یک مولد اشعة ایکس به قدرت تحمل سطح کانونی آن بستگی دارد . معمولاً مساحت سطح کانونی از مساحت مورد نیاز بیشتر است . با وجود آن ارزش لامپ های مولد اشعة ایکس به دو عامل اساسی بستگی دارد :

1ـ سطح کانونی

در شکل زیر ( الف ) سطح کانونی حقیقی و سطوح کانونی ظاهری را در دو امتداد عمود برهم مشاهده می کنیدکه سطح کانون حقیقی لامپ مولد اشعة ایکس تجارتی مربع مستطیل به ابعاد 1× 10‍ میلیمتر و سطح کانونی ظاهری