2) 1
3) 2 (+)
4) 4
Для фотона, не имеющего массы покоя, энергия и модуль импульса связаны релятивистским соотношением E = pc, где c — скорость света. Поэтому при увеличении модуля импульса в 2 раза энергия того же фотона также увеличивается в 2 раза: E1/E2 = p1/p2 = 2. Следовательно, правильный ответ — 2.
Это соотношение является фундаментальным для характеристики рентгеновского излучения и не зависит от назначения установки — дефектоскопической или медицинской. Оно также следует из формул E = hν и p = h/λ: более энергичному фотону соответствует более высокая частота и меньшая длина волны. В реальных рентгеновских пучках присутствует спектр энергий, формируемый тормозным и характеристическим излучением, поэтому сравнение в условии относится к выбранным фотонам или их соответствующим энергетическим характеристикам.
| Параметр | Физическая зависимость | Первый пучок | Второй пучок | Соотношение |
|---|---|---|---|---|
| Модуль импульса фотона | p = E/c | p1 | p2 | p1 = 2p2 |
| Энергия фотона | E = pc | E1 | E2 | E1 = 2E2 |
| Частота излучения | E = hν | ν1 | ν2 | ν1 = 2ν2 |
| Длина волны | p = h/λ | λ1 | λ2 | λ1 = λ2/2 |
| Проникающая способность | Возрастает с увеличением энергии фотона | Выше | Ниже | Определяется энергетическим спектром |
| Расчёт отношения энергий | E1/E2 = p1/p2 | 2 | Правильный вариант: 2 | |
Энергия фотона является ключевым параметром, определяющим его взаимодействие с веществом и проникающую способность рентгеновского излучения. Увеличение энергии обычно сопровождается уменьшением длины волны и изменением вероятности фотоэлектрического поглощения и комптоновского рассеяния. При оценке реального рентгеновского пучка дополнительно учитывают напряжение на рентгеновской трубке, фильтрацию и спектральный состав излучения.