X射線

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X線(X射線)是一種波長很短的電磁波,波長在~10nm到~0.1nm左右,有很大的穿透能力,能使照相膠片感光,使某些物質發熒光,並能使氣體游離。對機體細胞有很強的破壞作用。X線被廣泛應用於臨床診斷和治療,診斷上使用的X線波長為0.08-0.31埃(埃A=10-8cm)。比如:X光胸部透視、照相,腹部平片,膽囊造影胃腸造影血管造影等檢查。

目錄

醫學視頻:X光線片結果診斷

分類

原理

實驗室中X射線由X射線管產生,X射線管是具有陰極和陽極的真空管,陰極用鎢絲製成,通電後可發射熱電子,陽極(就稱靶極)用高熔點金屬製成(一般用鎢,用於晶體結構分析的X射線管還可用鐵、銅、鎳等材料)。用幾萬伏至幾十萬伏的高壓加速電子,電子束轟擊靶極,X射線從靶極發出。電子轟擊靶極時會產生高溫,故靶極必須用水冷卻,有時還將靶極設計成轉動式的。

X射線譜

X射線譜由連續譜和標識譜兩部分組成,標識譜重疊在連續譜背景上,連續譜是由於高速電子受靶極阻擋而產生的 軔致輻射 ,其短波極限λ 0 由加速電壓V決定:λ 0 = hc /( ev )為普朗克常數, e 為電子電量, c 為真空中的光速。標識譜是由一系列線狀譜組成,它們是因靶元素內層電子的躍遷而產生,每種元素各有一套特定的標識譜,反映了 原子殼層結構 的特徵。同步輻射源可產生高強度的連續譜X射線,現已成為重要的X射線源。

X射線的作用

X射線的發現

1895年11月8日是一個星期五。晚上,德國慕尼黑伍爾茨堡大學的整個校園都沉浸在一片靜悄悄的氣氛當中,大家都回家度周末去了。但是還有一個房間依然亮著燈光。燈光下,一位年過半百的學者凝視著一疊灰黑色的照相底片在發獃,彷彿陷入了深深的沉思……

他在思索什麼呢?原來,這位學者以前做過一次放電實驗,為了確保實驗的精確性,他事先用錫紙和硬紙板把各種實驗器材都包裹得嚴嚴實實,並且用一個沒有安裝鋁窗的陰極管讓陰極射線透出。可是現在,他卻驚奇地發現,對著陰極射線發射的一塊塗有氰亞鉑酸鋇的螢幕(這個螢幕用於另外一個實驗)發出了光.而放電管旁邊這疊原本嚴密封閉的底片,現在也變成了灰黑色—這說明它們已經曝光了!

這個一般人很快就會忽略的現象,卻引起了這位學者的注意,使他產生了濃厚的興趣。他想:底片的變化,恰恰說明放電管放出了一種穿透力極強的新射線,它甚至能夠穿透裝底片的袋子!一定要好好研究一下。不過—既然目前還不知道它是什麼射線,於是取名「X射線」。

於是,這位學者開始了對這種神秘的X射線的研究。

他先把一個塗有磷光物質的螢幕放在放電管附近,結果發現螢幕馬上發出了亮光。接著,他嘗試著拿一些平時不透光的較輕物質—比如書本、橡皮板和木板—放到放電管和螢幕之間去擋那束看不見的神秘射線,可是誰也不能把它擋住,在螢幕上幾乎看不到任何陰影,它甚至能夠輕而易舉地穿透15毫米厚的鋁板!直到他把一塊厚厚的金屬板放在放電管與螢幕之間,螢幕上才出現了金屬板的陰影—看來這種射線還是沒有能力穿透太厚的物質。實驗還發現,只有鉛板和鉑板才能使屏不發光,當陰極管被接通時,放在旁邊的照相底片也將被感光,即使用厚厚的黑紙將底片包起來也無濟於事。

接下來更為神奇的現象發生了, 一天晚上倫琴很晚也沒回家,他的妻子來實驗室看他,於是他的妻子便成了在那不明輻射作用下在照相底片上留下痕迹的第一人。當時倫琴要求他的妻子用手捂住照相底片。當顯影后,夫妻倆在底片上看見了手指骨頭和結婚戒指的影象。

這一發現對於醫學的價值可是十分重要的,它就像給了人們一副可以看穿肌膚的「眼鏡」,能夠使醫生的「目光」穿透人的皮肉透視人的骨骼,清楚地觀察到活體內的各種生理和病理現象。根據這一原理,後來人們發明了X光機,X射線已經成為現代醫學中一個不可缺少的武器。當人們不慎摔傷之後,為了檢查是不是骨折了,不是總要先到醫院去「照一個片子」嗎?這就是在用X射線照相啊!

這位學者雖然發現了X射線,但當時的人們—包括他本人在內,都不知道這種射線究竟是什麼東西。直到20世紀初,人們才知道X射線實質上是一種比光波更短的電磁波,它不僅在醫學中用途廣泛,成為人類戰勝許多疾病的有力武器,而且還為今後物理學的重大變革提供了重要的證據。正因為這些原因,在1901年諾貝爾獎的頒獎儀式上,這位學者成為世界上第一個榮獲諾貝爾獎物理獎的人。

人們為了紀念倫琴,將X射線命名為倫琴射線

參看

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