X光(X ray) | 科學Online - 國立臺灣大學
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所謂X光是指波長比紫外光短、但比γ射線長的電磁波,波長約在10~0.1 nm的範圍,對應能量為124~12400 eV,對應頻率為3 × 1016 Hz 到3 × 1019 Hz。
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X光(Xray)
台中縣立中港高級中學物理科王尊信老師/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯
所謂X光是指波長比紫外光短、但比γ射線長的電磁波,波長約在10~0.1nm的範圍,對應能量為124~12400eV,對應頻率為3×1016Hz到3×1019Hz。
最早發現X光的科學家是侖琴(WilhelmConradRöntgen),因此有時又可稱為侖琴射線(Röntgenradiation)。
當初侖琴發現時,因為不知道這種高能量的射線到底是電磁波還是物質,故命名為X射線,意思為:未知的射線。
後來侖琴因為這項重大的發現而得到1901年第一屆諾貝爾物理獎。
上圖是侖琴在1895年12月22日利用X光照射他太太的手所得到的照片,圖中圓形物為手上戴的戒指。
後來經由布拉格(Bragg)利用晶體繞射2dsinθ=nλ,以晶體為單狹縫,仿效楊格(ThomasYoung)單狹縫(singleslit)繞射實驗,量出繞射條紋的暗紋間隔與亮帶寬度,終於算出X光的波長,布拉格也以26歲~史上最年輕的諾貝爾獎的得主~揚名物理界。
製造X光必須使用X射線管,也就是所謂的電光效應,先利用電子鎗加速電子,再將電子打向金屬靶而發出X光。
上圖為電光效應示意圖。
因為X光的穿透性很強,所以在醫學上常被用來做穿透攝影術,尤其是骨折等傷害,為了了解內部損害情形,因此醫生經常施以X光照射,但因為X光的能量很強,容易造成基因突變,因此在頭部、生殖部位與孕婦都不宜照射X光。
X光的防護必需穿上厚重的鉛衣,避免不必要的輻射線污染,使用X射線的地區,也應該在明顯的地方放置警告標誌。
康普吞效應(Comptoneffect)是利用X光與電子間的碰撞時光量子論的實驗,由理論計算可以得知:入射波與折射波的波長變化為Δλ=0.0243(1-cosθ)。
因為X光的波長很短,所以可以用來偵測物體的表面平整度稱為X光偵測圖(XRayDetection),尤其現在奈米科技、介觀尺度的興起,更使X射線偵測成為熱門的技術。
參考資料:http://en.wikipedia.org/wiki/X-ray
Tags:Xray,X光,電磁波
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