La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

ONDE ELETTROMAGNETICHE UN CAMPO ELETTRICO E GENERATO DA CARICHE ELETTRICHE FERME NELLO SPAZIO; corrente campo magnetico + campo elettrico QUANDO ESSE SI.

Presentazioni simili


Presentazione sul tema: "ONDE ELETTROMAGNETICHE UN CAMPO ELETTRICO E GENERATO DA CARICHE ELETTRICHE FERME NELLO SPAZIO; corrente campo magnetico + campo elettrico QUANDO ESSE SI."— Transcript della presentazione:

1 ONDE ELETTROMAGNETICHE UN CAMPO ELETTRICO E GENERATO DA CARICHE ELETTRICHE FERME NELLO SPAZIO; corrente campo magnetico + campo elettrico QUANDO ESSE SI MUOVONO, GENERANO UN CAMPO MAGNETICO QUANDO CAMPO ELETTRICO E MAGNETICO VARIANO NEL TEMPO LA LORO COESISTENZA DA ORIGINE AD UN CAMPO ELETTROMAGNETICO

2 ONDE ELETTROMAGNETICHE Sapendo che le onde elettromagnetiche si propagano con la velocità della luce di 3*10 8 m/s, che lunghezza donda ha unonda luminosa verde di frequenza f =6*10 14 Hz ? Lunghezza donda: =vT= v/f v: velocità f: frequenza T=1/f: periodo = v/f = (3*10 8 m/s)/(6*10 14 Hz)=5*10 -7 m=500 nm Intensità Intensità: lenergia che unonda trasporta attraverso una superficie A in un intervallo do tempo t: I=E/(A*t) (W/m 2 )

3 ONDE ELETTROMAGNETICHE I FOTONI I FOTONI privi di massa sono privi di massa e sono caratterizzati da ENERGIA E=h*f ENERGIA E=h*f con h 6,6* J*s ~ 4* eV*s COSTANTE DI PLANCK Planck scoprì che lenergia di unonda elettromagnetica non può avere un valore qualsiasi, ma è un multiplo intero di unenergia minima chiamata quanto di luce o FOTONE

4 ONDE ELETTROMAGNETICHE IL TRASPORTO DI ENERGIA ASSOCIATO ALLA PROPAGAZIONE DI UNONDA ELETTROMAGNETICA RADIAZIONE E DESCRITTO DAL TERMINE RADIAZIONE LE RADIAZIONI SI SUDDIVIDONO IN IONIZZANTI NON IONIZZANTI ( N.I.R.) E NON IONIZZANTI ( N.I.R.) Ciò che differenzia la radiazione ionizzante da quella non ionizzante è lenergia 12 eV normalmente si considera un valore di circa 12 eV come linea di demarcazione tra radiazioni ionizzanti e N.I.R.

5 CAMPO ELETTROMAGNETICO CAMPO ELETTROMAGNETICO correnti radio micro I.R. visibile UV X e alternate onde onde eV m Hz

6 IONIZZANTI LE RADIAZIONI sono IONIZZANTI + -+ se, interagendo con un atomo, sono in grado di spezzare il legame tra un elettrone e ill nucleo dellatomo e creare una coppia di ioni, uno negativo, lelettrone libero, e uno positivo, cioè latomo privo di elettrone Ciascun atomo stabile, in funzione del suo numero atomico Z (e dunque della sua configurazione elettronica) energia di ionizzazione possiede una determinata energia di ionizzazione: la minima energia necessaria per rimuovere un elettrone da un atomo

7 ONDE ELETTROMAGNETICHE I RAGGI X 4*10 2 eV < ENERGIA < 4*10 6 eV < < m SONO ENERGIE CHE RIGUARDANO LE TRANSIZIONI TRA I LIVELLI ELETTRONICI DEGLI ATOMI IONIZZANTI LE RADIAZIONI IONIZZANTI DI INTERESSE IN MEDICINA NUCLEARE DI INTERESSE IN RADIODIAGNOSTICA- RADIOTERAPIA I RAGGI GAMMA 4*10 5 eV< ENERGIA < 4*10 7 eV SONO ENERGIE CHE SI TROVANO SOLTANTO ALLINTERNO DEI NUCLEI ATOMICI m <

8 INTERAZIONE DEI FOTONI CON LA MATERIA I FOTONI QUANDO UN FOTONE ATTRAVERSA UN MEZZO, INTERAGISCE IN MODI DIVERSI, A SECONDA DI: ENERGIA NATURA DEL MEZZO ( NUMERO ATOMICO) TIPI DI INTERAZIONI DI INTERESSE IN RADIODIAGNOSTICA E IN RADIOTERAPIA IONIZZANTI LE RADIAZIONI IONIZZANTI

9 EFFETTO FOTOELETTRICO ( per U.V., X e ) INTERAZIONE DEI FOTONI CON LA MATERIA I FOTONI IONIZZANTI LE RADIAZIONI IONIZZANTI 10 keV< ENERGIA< 100keV FOTONE fotone di FLUORESCENZA elettrone ATOMO DI INTERESSE IN RADIODIAGNOSTICA

10 EFFETTO FOTOELETTRICO ( per U.V., X e ) INTERAZIONE DEI FOTONI CON LA MATERIA I FOTONI IONIZZANTI LE RADIAZIONI IONIZZANTI Un fotone, urtando con un atomo, viene assorbito dallatomo e TUTTA la sua energia è ceduta ad un elettrone legato, generalmente delle orbite più interne, che si libera dallatomo con una certa energia cinetica. La lacuna che si è creata viene riempita da un elettrone delle orbite più esterne, che salta ad un livello di energia inferiore e lenergia in eccesso viene emessa sotto forma di fotone detto di fluorescenza La probalilità di emissione dellelettrone è elevata per i materiali con alto numero atomico

11 EFFETTO COMPTON ( per X) INTERAZIONE DEI FOTONI CON LA MATERIA I FOTONI IONIZZANTI LE RADIAZIONI IONIZZANTI FOTONE INCIDENTE ELETTRONE COMPTON FOTONE DIFFUSO 100 keV < ENERGIA< MEV DI INTERESSE IN RADIODIAGNOSTICA e RADIOTERAPIA

12 EFFETTO COMPTON ( per X) INTERAZIONE DEI FOTONI CON LA MATERIA I FOTONI IONIZZANTI LE RADIAZIONI IONIZZANTI Un fotone cede parte della propria energia ad un elettrone orbitale che ha unenergia di legame molto minore di quella del fotone incidente (è LIBERO) Lelettrone è emesso dallatomo e il fotone diffonde

13 FORMAZIONE DI COPPIE ( per X e ) INTERAZIONE DEI FOTONI CON LA MATERIA I FOTONI IONIZZANTI LE RADIAZIONI IONIZZANTI 10 MeV < ENERGIA DI INTERESSE IN RADIOTERAPIA FOTONE INCIDENTE ( 1.02 MeV) ELETTRONE POSITRONE (0.51 MeV) ELETTRONE (0.51 MeV) FOTONI

14 FORMAZIONE DI COPPIE ( per X e ) INTERAZIONE DEI FOTONI CON LA MATERIA I FOTONI IONIZZANTI LE RADIAZIONI IONIZZANTI Un fotone, interagendo con il campo coulombiano del nucleo, cede TUTTA la sua energia ELETTRONEPOSITRONE sono prodotti un ELETTRONE e un POSITRONE (elettrone con carica positiva) Al termine del suo percorso nel mezzo, il positrone si combina con un elettrone libero, FOTONI DI ANNICHILAZIONE dando origine a 2 FOTONI DI ANNICHILAZIONE

15 COSA SUCCEDE QUANDO I FOTONI ATTRAVERSANO UN MEZZO SPESSORE MEZZO ATTRAVERSATO X N.FOTONI N= N 0 e - x : coefficiente di attenuazione lineare

16 COSA SUCCEDE QUANDO I FOTONI ATTRAVERSANO UN MEZZO LA FRAZIONE DI FOTONI CHE NON VIENE FERMATA NEL MEZZO DIPENDE 1) DALLENERGIA DEI FOTONI 2) DAL NUMERO ATOMICO DEL MEZZO 3) DALLO SPESSORE DEL MEZZO

17 COSA SUCCEDE QUANDO I FOTONI ATTRAVERSANO UN MEZZO I FOTONI ATTRAVERSANO UN MEZZO QUANDO UN FOTONE PASSA ATTRAVERSO UN MEZZO AVVENGONO DELLE INTERAZIONI CHE IMPLICANO LEMISSIONE DI COME SI COMPORTANO GLI ELETTRONI NEL MEZZO? ELETTRONI

18 IONIZZAZIONE Quando un elettrone, interagendo con un atomo, + - è in grado di spezzare il legame tra un elettrone e ill nucleo dellatomo e creare una coppia di ioni, uno negativo, lelettrone libero, e uno positivo, cioè latomo privo di elettroneELETTRONI

19 ECCITAZIONE Quando ad un atomo è ceduta energia sufficiente soltanto per passare dallo stato fondamentale ad un livello energetico superiore, si parla di eccitazione dellatomoELETTRONI in seguito a tale processo, latomo tende poi a tornare allo stato fondamentale e la differenza di energia tra il livello fondamentale e quello di eccitazione raggi X viene riemessa sotto forma di raggi X Energia eV N=1 N=2 L= 0 L= 1 fotone

20 IL PROCESSO DI FRENAMENTO Il percorso degli elettroni viene continuamente deflesso a causa della presenza del campo elettrico creato dai protoni degli atomi del mezzoELETTRONI In base alle leggi della fisica, gli elettroni accelerano e dunque perdono energia sotto forma di raggi x detti di frenamento. Questo processo è chiamato bremsstrhalung bremsstrhalung (frenamento) (è il fenomeno su cui si basa la produzione artificiale dei raggi x)

21 BREMSSTRHALUNG IONIZZAZIONE Produzione di raggi X Energie < 1 MeV Energie > 1 MeV Z ZELETTRONI Energia persa in prossimità elettrone Energia persa a distanze maggiori Z 2 Z 2 Produzione di elettroni liberi liberi


Scaricare ppt "ONDE ELETTROMAGNETICHE UN CAMPO ELETTRICO E GENERATO DA CARICHE ELETTRICHE FERME NELLO SPAZIO; corrente campo magnetico + campo elettrico QUANDO ESSE SI."

Presentazioni simili


Annunci Google