Отражение и преломление рентгеновского излучения.

Суждение Рентгена о том, что открытые им икс-лучи не испытывают на входе в преграду ни отражения, ни преломления, нуждается в комментариях.

Мы знаем, что рентгеновское излучение – это одна из разновидностей электромагнитного излучения. (Рентген об этом еще не знал) Мы знаем так же, что другая разновидность электромагнитного излучения – видимый свет – подчиняется законам геометрической оптики, в числе которых – законы отражения и преломления света. Поэтому заключение Рентгена об отсутствии отражения и преломления рентгеновских лучей выглядит неожиданным.

По поводу отражения рентгеновских лучей современные представления таковы: длина волны рентгеновских лучей столь мала, что поверхность любого тела является шероховатой, и поэтому возможно лишь диффузное их отражение, то есть рассеяние. Зеркального отражения не происходит, и соответствующий ему закон отражения не выполняется.

Из этого правила есть исключение: если рентгеновские лучи скользят по отражающей поверхности (то есть при углах падения, очень близких к α=90°), то происходит отражение рентгеновских лучей от слоев атомов в кристаллической решетке (если таковая имеется). На этом исключении основана важная область практического применения рентгеновского излучения: рентгеноструктурный анализ.

Что касается преломления, то оно, как выяснилось, рентгеновскому излучению свойственно, но в столь малых количественных проявлениях, что приборы, которыми располагал Вильгельм Рентген, не могли его обнаружить.

Заметим, в эксперименте по измерению показателя преломления факту отсутствия преломления соответствует равенство углов падения и преломления, приводящее к значению относительного показателя преломления n=1.

В настоящее время установлено, что рентгеновское излучение с длиной волны λ=0.1нм имеет при переходе из стекла в воздух относительный показатель преломления, очень близкий к значению n=1, конкретно такой, что (1 - n)=0,000001, то есть n˂1. Это свидетельствует о том, что для рентгеновских лучей воздух является оптически более плотной средой, чем стекло!

Обобщение: для рентгеновского излучения любая среда является оптически менее плотной, чем вакуум. Поэтому любая среда предрасположена к полному внутреннему отражению. Как обстоят дела с отражением рентгеновских лучей, см. выше.

Вполне очевидны сложности создания рентгеновской аппаратуры, подобной оптическим микроскопам и телескопам: от классических фокусирующих элементов – линз – толку мало. Тем не менее рентгеновские телескопы, выводимые в космическое пространство, являются важным источником информации о свойствах вселенной в рентгеновском диапазоне. Выведение их в космос – необходимость, в связи с непрозрачностью атмосферы для рентгеновских лучей.

Фокусировка лучей в рентгеновских телескопах достигается, в основном, с помощью металлических изогнутых зеркал, работающих в режиме скольжения лучей.