X光穿透人体全过程!瘆人!

相信绝大多数同学都有在医院拍过X光片的经历,X光机的应用已有数十年历史,X线机的结构和形式,随着科学技术的发展和使用要求的不同而有很大差别,但其产生X线的原理都是一样的。
X射线是由于原子中的电子在能量相差悬殊的两个能级之间的跃迁而产生的粒子流,是波长介于紫外线和γ射线之间的电磁辐射。其波长很短约介于0.01~100埃之间。由德国物理学家W.K.伦琴于1895年发现,故又称伦琴射线。
德国物理学家W.K.伦琴
伦琴射线具有很高的穿透本领,能透过许多对可见光不透明的物质,如墨纸、木料等。这种肉眼看不见的射线可以使很多固体材料发生可见的荧光,使照相底片感光以及空气电离等效应。波长小于0.1埃的称超硬X射线,在0.1~1埃范围内的称硬X射线,1~100埃范围内的称软X射线。
产生X射线最简单方法是用加速后的电子撞击金属靶。撞击过程中,电子突然减速,其损失的动能(其中的1%)会以光子形式放出,形成X光光谱的连续部分,称之为制动辐射。
通过加大加速电压,电子携带的能量增大,则有可能将金属原子的内层电子撞出。于是内层形成空穴,外层电子跃迁回内层填补空穴,同时放出波长在0.1纳米左右的光子。由于外层电子跃迁放出的能量是量子化的,所以放出的光子的波长也集中在某些部分,形成了X光谱中的特征线,此称为特性辐射。
根据X线的产生原理,人们研制出了一整套将电能转变为X线能的装置,该装置是X线机中最重要的组成部分,能根据不同需要产生量和质可随意控制的X线束。
X光机是产生X光的设备,其主要由X光球管和X光机电源以及控制电路等组成,高压电源的高压输出端分别夹在阴极灯丝和阳极靶两端,提供一个高压电场使灯丝上活跃的电子加速流向阳极靶,形成一个高速的电子流,轰击阳极靶面后,99%转化为热量,1%由于康普顿效应产生X射线。X光机广泛应用于医疗卫生、科学教育、工业各个领域,如X光机可用于医院协助医生诊断疾病,用于工业的无损探伤,火车站和机场的安全检查等等。
X光机的工作原理:利用X线具有穿透性、荧光性和摄影效应的特性,使人体在介质上形成影像,由于人体组织有密度和厚度的差别,当X线穿透人体不同组织时,X线被吸收的程度不同,所以到达介质上的X线的量就有差异,形成黑白对比不同的影像。
高速运动的电子与物体碰撞时,发生能量转换,电子的运动受阻失去动能,其中99%的能量转换为热量,而1%的能量转换为X射线。
医学上常用作透视检查,工业中用来探伤。X射线可用电离计、闪烁计数器和感光乳胶片等检测。X射线衍射法已成为研究晶体结构、形貌和各种缺陷的重要手段。
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