4.2. ФОТОПОГЛОЩЕНИЕ

При низких энергиях фотонов преобладающим процессом потерь энергии фотонов является фотопоглощение. Сечение поглощения в функции энергии фотона — классический результат квантовой электродинамики. Если энергия упавшего фотона равна он может выбить из атома электрон с энергией связи а оставшаяся энергия превращается в кинетическую энергию выбитого электрона. Энергии, при которых Лео, называются пределами поглощения, потому что выброс электронов с этих уровней фотонами, энергия которых ниже этого значения, невозможен. При более высоких энергиях сечение поглощения данным уровнем падает как каждого атома есть несколько пределов. На рис. 4.1 показано поглощение серебра, Знание этих кривых очень важно для проектирования пропорциональных счетчиков — детекторов рентгеновских фотонов (разд. 6.4).

Еще одно важное применение фотоэлектрического поглощения состоит в определении коэффициентов поглощения рентгеновских лучей межзвездным веществом. В этом случае приходится суммировать кривые, подобные показанной на рис. 4.1, с учетом содержания элементов. Расчеты показывают, что главной причиной непрозрачности является поглощение у предела К (т.е. выбросы электронов с оболочки Результирующий коэффициент полного поглощения рентгеновского излучения показан на рис. 4.2. На графике указаны элементы, вклад пределов поглощения которых учитывался при расчете. В исследованиях с низким спектральным разрешением в рентгеновском диапазоне эти пределы не поддаются разрешению, поэтому полезна формула для линейной интерполяции коэффициента рентгеновского поглощения и оптической глубины

Рис. 4.1. Массовый коэффициент поглощения для серебра в рентгеновском диапазоне. Отчетливо видны пределы поглощения на К- и L- оболочки атома [5].

где число частиц на луче зрения измеряется в частицах на концентрация атомов водорода. Из-за резкой зависимости от энергии, при энергиях фотопоглощение не играет существенной роли.