Aula 13-100: Raios X

A descoberta do raio X

Em 1985, trabalhando em seu laboratório, o físico alemão Wilhelm Conrad Röntgen (★ 1845 — 1923 ✝) descobriu os raios X a partir de manipuções da ampola de Faraday-Crokes:

A uma ampola com gás interior em rarefação eram conectados dois condutores que acoplavam-se a um gerador. Quando o gerador era colocado em atividade, um dos condutores ficava eletrizado negativamente (cátodo) e o outro ficava eletrizado positivamente (anôdo). Fazendo-se isto, passa a existir no equipamento, devido a DDP entre os condutores, a tendência de que os elétrons sejam ejetados do cátodo e rumem em direção ao anôdo. Esta tendência é potencializada quando um novo circuito é anexado ao equipamento. Este novo circuito é composto de um resistor ligado a um novo gerador. Este resistor é posicionado próximo ao cátodo. Quanto este novo gerador é acionado, o efeito Joule gera um aumento de temperatura no gerador, que transmite calor para o cátodo, fazendo com que a temperatura aumente nele; com o cátodo aquecido, a ejeção de elétrons é facilitada.

Todo este aparato é regulado para que os elétrons sejam ejetados do cátodo e se encaminhem aceleradamente para o anôdo, de modo que o atinjam com uma velocidade de aproximadamente 10% da velocidade da luz no vácuo (v ≅ 0.1c). Ao colidirem com a placa do anôdo, Röntigen percebeu que raios eram emanados desta placa e, quando era colocada uma placa fotográfica no curso destes raios, ela era sensibilizada; percebeu também que muitos materiais eram transparentes a sua passagem, incluindo o corpo humano, excetuando-se os ossos. Röntigen chamou estes raios misteriosos de raios X

Problemas com a interpretação clássica

Como vimos, a física clássica parecia explicar bem o fenômeno da emissão dos raios X. Entretanto, ao se analisar o espectro de emissão desta radiação, constamos que a física clássica esbarra novamente em limitações, pois o gráfico de emissão obtido experimentalmente apresenta um espectro não previsto na análise clássica.