x线物理(X射线的基本知识有哪些)
1.X射线的基本知识有哪些
X射线是一种波长很短、能量很高的电磁波，是由高能电子的减速或由原子内层轨道电子的跃迁产生的。
其波长介于光学的紫外光与Y射线的波K之间（见图7—1），从10的-6次方nm到l0nm。在常规X射线光谱分析巾所涉及的波长范围从0.01nm(UK。
线)至2nm(FK。线)。
x射线可以通过X射线管产生。X射线管内部抽成真空，设有阴极（灯丝）和阳极（靶子）及出射窗口，在阳极和阴极之间施加数卜千伏直流高压。
考试&大&在阴极回路中被加热的电子在阳极高压的吸引下，以极高的速度射向阳极，这时就有x射线自阳极发出，通过极薄的铍窗射至管外。
2.x线的性质及物理特性
x射线的性质及物理特性：
1、穿透作用。X射线因其波长短，能量大，照在物质上时，仅一部分被物质所吸收，大部分经由原子间隙而透过，表现出很强的穿透能力。
2、电离作用。物质受X射线照射时，可使核外电子脱离原子轨道产生电离。
3、荧光作用。X射线波长很短不可见，但它照射到某些化合物如磷、铂氰化钡、硫化锌镉、钨酸钙等时，可使物质发生荧光（可见光或紫外线），荧光的强弱与X射线量成正比。
4、热作用。物质所吸收的X射线能大部分被转变成热能，使物体温度升高。
5、干涉、衍射、反射、折射作用。这些作用在X射线显微镜、波长测定和物质结构分析中都得到应用。
扩展资料：
X线是一种波长很短的电磁波，是一种光子，诊断上使用的X线波长为0.08-0.31埃（1埃=0.1纳米=10的-10次方米），在医学上用作辅助检查方法之一。同时也是印刷业中的一个专用术语，表示中间线。
化学作用：
1.感光作用：X线和可见光一样，同样具有光化学作用，可使胶片乳剂感光能使很多物质发生光化学作用。
2.着色作用：某些物质如铅玻璃、水晶等经X线长期大剂量照射后，起结晶体脱落渐渐改变颜色称着色作用或者脱水作用。
三.生物效应特性：X线在生物体内也能产生电离及激发，使生物体产生生物效应。特别是一些增殖性强的细胞，经一定量的X线照射后，可产生拟制、损伤甚至坏死。
参考资料：百度百科-x线
3.x线具有哪些特性,它们分别是什么的基础
X线的是一种电磁波，它具有电磁波的共同属性。此外具有物理学、化学、生物学等方面的特有性质。
一.物理特性：
1.X线在均匀的、各项同性的介质中，是直线传播的不可见电磁波。
2.X线不带电，故而不受外界磁场或电场的影响。
3.穿透作用：X线波长短具有较高能量，物质对它吸收弱，因此具有很强的穿透本领。
4.荧光作用：某些物质被X线照射后，能激发出可见荧光。
5.电离作用：具有足够能量的X线光子能够撞击原子中的轨道电子，使之脱离原子产生一次电离。被击脱的电子仍有足够能量去电离更多的原子。
6.热作用：X线被物质吸收，最终绝大部分都将变成热能，使物体产生温度升高。
二.化学作用：
1.感光作用：X线和可见光一样，同样具有光化学作用，可使胶片乳剂感光能使很多物质发生光化学作用。
2.着色作用：某些物质如铅玻璃、水晶等经X线长期大剂量照射后，起结晶体脱落渐渐改变颜色称着色作用或者脱水作用。
三.生物效应特性：
X线在生物体内也能产生电离及激发，使生物体产生生物效应。特别是一些增殖性强的细胞，经一定量的X线照射后，可产生拟制、损伤甚至坏死。
4.X射线谱的基本原理
X射线谱可分为发射区射线谱和吸收区射线谱，波长范围为700~0.1┱。发射谱有两组：连续谱和叠加其中的标识（特征）谱。
连续X射线谱 高速带电质点（如电子、质子、介子等）与物质相碰，受物质原子核库仑场的作用而速度骤减，质点的动能转化为光辐射能的形式放出。带电质点的速度从υ1降到υ2，相应地发生波长为 λ0
的辐射，这是h是普朗克常数，с为光速，m是带电质点的质量。因此连续谱存在一短波限，其最短波长λ0相应于υ2=0时的波长。例如，在普通X射线管中，管电压为V（伏）时，，其中e为电子电荷。
1a是钨阳极X射线管在不同管压下的连续X射线谱，1b是相同管电压（10kV）下不同阳极材料的连续X射线谱。连续谱的λ0与阳极的原子序数Z无关，它仅与质点的动能有关，Z只影响连续谱的积分强度，X射线的输出功率为kiZV2(i为管电流)，其效率为kZV,k=1.1~1.4*10-9。强度最大值的波长。X射线管所发射的连续谱强度在空间各个方向的分布是不相等的。
连续 X射线谱中某一波长的强度与管电压存在着严格的线性关系，根据这一关系外推，可得相应于该波长的管电压，利用这个方法可求得相当精确的两个基本物理常数h和e的比值。
标识（特征）X射线谱，当冲击物质的带电质点或光子的能量足够大时，物质原子内层的某些电子被击出，或跃迁到外部壳层，或使该原子电离，而在内层留下空位。然后，处在较外层的电子便跃入内层以填补这个空位。这种跃迁主要是电偶极跃迁，跃迁中发射出具有确定波长的线状标识X 射线谱。式中εn2和εn1分别是原子系统初态和终态的能量。标识X射线谱通常按发生跃迁的电子状态来分类。电偶极跃迁必须满足选择定则：Δn0，ΔЛ=±1和Δj=±1,0（除j=0→0的跃迁外），其中n、Л、j分别表示主量子数，轨道角动量量子数和总角动量量子数。用K、L、M、N……表示主量子数n=1、2、3、4……壳层的能级，当n=2的电子跃迁到n=1壳层时，所发射出的辐射称Kα系；n=3的电子跃迁到n=1壳层时，其辐射称Kβ系。
n=3的电子跃迁到n=2壳层所发射出的辐射为Lβ系；n=4的电子跃迁到n=2壳层时，其辐射称Lα系。……同理类推可得M系、N系……等标识 X射线谱。经常遇到的是强度大的K系和L系标识X 射线谱。由于能级劈裂，各系谱线由几条相近的波长所组成，如Kβ系由双线所组成，双线的波长差为0.004±0.001┱，Z愈大，相差愈小，λ与λ的强度比约为2:1。物质原子外层的电子状态，也会影响内层电子的能级，因此发射谱还存在着精细结构。
X射线吸收谱，X射线通过试样时，其强度随线吸收系数μ和试样厚度t按指数衰减I-I0e-μt。质量吸收系数μm=μ/ρ=σm+τm这里ρ为试样的密度；σm是散射吸收系数，是表示相干（汤姆孙）散射和非相干（康普顿）散射过程的结果；τm为光电吸收系数，它是由于内光电效应的结果。在0.5~500┱波长范围，τm起主要作用，σm实际上完全由相干散射所决定，其数值约为0.2cm2/g。
这里A是原子量，当（λZ）从8变到1000，ψ（λZ）从0.05线性地增加到 0.5。对于每一种元素，在某一严格确定的波长，μm发生突变。这种μm的跳跃变化，是由于辐射光子的能量增加到一定程度，能够激励正常态的内层电子。如果被激励的是K层电子，得到K系吸收限λK；如果被激励的是L层电子得到L系吸收限λL；……如图2所示。在吸收限之上，随着入射光子能量的增加，吸收曲线上出现振荡起伏变化的小峰（图3）。当能量大于吸收限1keV时，吸收系数单调下降。能量大于吸收限5~30eV，称近吸收限区，这一区域与原子能级和四周原子有关。高于吸收限30~1000eV为扩展吸收精细结构区（见扩展X射线吸收精细结构谱）。这一区域反映着周围原子的影响。
5.x射线衍射的物理原理
x射线衍射原理
1913年英国物理学家布拉格父子（W.H.Bragg,W.L.Bragg）在劳厄发现的基础上，不仅成功地测定了NaCl、KCl等的晶体结构，并提出了作为晶体衍射基础的著名公式──布拉格方程：
2d sinθ=nλ
式中λ为X射线的波长，n为任何正整数。
当X射线以掠角θ（入射角的余角）入射到某一点阵晶格间距为d的晶面上时，在符合上式的条件下，将在反射方向上得到因叠加而加强的衍射线。布拉格方程简洁直观地表达了衍射所必须满足的条件。当 X射线波长λ已知时（选用固定波长的特征X射线），采用细粉末或细粒多晶体的线状样品，可从一堆任意取向的晶体中，从每一θ角符合布拉格方程条件的反射面得到反射，测出θ后，利用布拉格方程即可确定点阵晶面间距、晶胞大小和类型；根据衍射线的强度，还可进一步确定晶胞内原子的排布。这便是X射线结构分析中的粉末法或德拜-谢乐（Debye—Scherrer）法的理论基础。而在测定单晶取向的劳厄法中所用单晶样品保持固定不变动（即θ不变），以辐射束的波长作为变量来保证晶体中一切晶面都满足布拉格方程的条件，故选用连续X射线束。如果利用结构已知的晶体，则在测定出衍射线的方向θ后，便可计算X射线的波长，从而判定产生特征X射线的元素。这便是X射线谱术，可用于分析金属和合金的成分。
6.物理中的X射线是什么
X射线的发现与发展 19世纪末，物理学的天空，猛然闪出了三道金色的闪电，照亮了正在世纪末的阴云下艰难跋涉的人们，人类的目光终于不再凝重。
这三道闪电就是：1895年伦琴发现的X射线；1896年柏克勒尔发现的天然放射性；1897年汤姆生发现的电子，正所谓一年一道闪电，道道辉煌灿烂。 以这著名的三大发现作为坚实的基础，人们又进一步研究发现了原子的可变性的大量化学同位素。
与此同时，人类认识也开始长驱直入到原子核内部。原子不可分的神话被毫不留情地打破，为现代电子技术这座摩天大楼夯下了厚重的基础。
这三大发现是科学技术从19世纪进入20世纪的隆隆礼炮，它庄严地宣告：科学技术新时代来到了。 而新物理学完全可以说是从1895年，德国的伦琴（1845~1923）教授发现了X射线时开始的。
当然，在这之前，已经有无数的学者对气体中的放电投入了特别的关注，并进行了大量的实验，尤其是法拉第、普吕克尔、盖斯勒、克鲁克斯和汤姆生爵士。其实早在18世纪上半叶，德国的文克勒先生，就曾经用一架起电机，使在抽去了一部分空气的玻璃瓶里，因放电而产生了一种前所未见的光。
令人遗憾的是，文克勒只是记录下了这种神秘的光，却没有能够深入持久地研究下去。 1836年，卓越的法拉第先生也饶有兴趣地注意到了低压气体中的神秘的放电现象。
他并且还企图来试验一下真空放电。然而，由于无法获得高真空，他的这一想法也只能流产。
接下来，历史的重任又落到了德国波恩大学的普吕克尔的肩上。普吕克尔总是在思考着这样一个问题：当电在不同的大气压下，通过空气或者其他气体的时候，究竟会发生什么样的现象呢？这个问题苦苦地折磨着他，无论醒里梦里，无论白日黑夜，普吕克尔决心搞清楚这个问题，不然，他会永无宁日的。
普吕克尔找到了优秀的玻璃工匠盖斯勒先生，因为要想找到问题的答案，得需要一个玻璃管，而且在管的两端封入装上输入电流用的金属体，并需要能把玻璃管内的压力减少到最低值的抽气泵。盖斯勒先生没有辜负普吕克尔的殷切厚望，1850年，成功地研制出稀薄气体放电用的玻璃管。
普吕克尔真是激动万分，久久地握住盖斯勒的手不放，他打心眼里感激这位厚道的工匠。利用这个玻璃管，普吕克尔实现了低压放电发光，再次捕捉到了那道神秘的电光，并把这种电光深深地铭刻在心。
科学的道路是没有尽头的。盖斯勒不无遗憾地发现，抽空的玻璃管放电发光的亮度不同，是同玻璃管抽成真空的程度有关系的。
而普吕克尔也多么地希望有一台真正的抽气机，从而创造出一段绝对的真空啊！两人不谋而合。这对科学上的真正的朋友，再度携起手来，向着未知的世界一路求索而去。
在科学史上，托里拆利曾经用水银代替水，形成了“托里拆利真空”，这对盖斯勒震动很大，他因此则设想，流水式抽气泵要是改用流汞效果一定会更好一些的。 盖斯勒找来了有关抽气机用水银的大量资料，又经过无数次试验，最后决定利用水银比水重13倍的比重差，来提高流水式抽气泵的性能。
功夫不负有心人。无数次的失败以后，盖斯勒终于研制成功一种实用、简单而且可靠的水银泵，用这种泵几乎可以全部抽空玻璃管中的空气，人类制造真空的梦想终于成真。
用水银泵抽成真空的低压放电管，使普吕克尔先生完成了对低压放电现象的研究。后人为了纪念这位不同寻常的玻璃工人，就把低压放电管命名为“盖斯勒管”。
普吕克尔利用盖斯勒管进行了一系列的低压放电实验，他一次又一次地为盖斯勒管阴极管壁上所出现的美丽的绿色辉光而叹为观止。 1868年，为科学事业贡献了毕生精力的普吕克尔先生，因劳累过度，心脏停止了跳动。
死的时候，他的眼睛没有闭上，他没有完成他的事业。为他送葬的他的学生约翰·希托夫看到此情此景，不禁泪如泉涌，他决心沿着老师没有走完的道路，继续走下去。
而与此同时，一位英国物理学家，叫做威廉·克鲁克斯的，也成了普吕克尔的这一未竟事业的继承者。 当他们把一只装有铂电极的玻璃管，用抽气机逐渐地抽空的时候，他们发现，管内的放电在性质上，经历了许多次的变化，最后在玻璃管壁上或者管内的其他固体上产生了磷光效应。
1896年，希托夫经过反复的实验证明，置放在阴极与玻璃壁之间的障碍物，可以在玻璃壁上投射阴影。 同时，从阴极发射出来的光线能够产生荧光，当它碰到玻璃管壁或者硫化锌等物质的时候，这种光就更强。
1876年，戈尔茨坦重复并证实了希托夫的实验结果，并且把这种从阴极发射出的能产生荧光的射线，正式命名为“阴极射线”。 克鲁克斯也提供了他所获得的证据，比如说，这些射线在磁场中发生偏转，这就说明它们是由阴极射出的荷电质点，因撞击而产生磷光。
人们还发现了阴极射线的一系列物理现象。例如，1890年，舒斯特观察了阴极射线在磁场中的偏转度，测量了这些假想质点的电荷与其质量的比率。
他还假定这些质点的大小与原子一样，推测出气体离子的电荷远比液体离子大得多。阴极射线的发现，犹如晴空里一声霹雳，引出了诸如X射线、放射性和电子等一系列重大的发现。
7.X光机的原理
原发布者：郭保亮9
X线设备基础知识解放军总医院第一附属医院张永敏X线的起源1、1895年11月8日，德国物理学家伦琴（WithelmConradRoentgen,1845~1923）在一只嵌有两个金属电极的真空玻璃管两端电极上，加上几万伏的高压电研究阴极射线管气体放电时，发现在距玻璃管两米远的地方，一块用铂氰化钡溶液浸洗过的纸板发出明亮的荧光。当用手去拿这块纸板时，竟在纸板上看到手骨的影像。当时伦琴断定这是一种人眼看不见、但能穿透物体的射线。因当时无法解释它的原理和性质，故称之为X射线。X线发展回顾右图为1896年伦琴首次拍摄到他妻子手的X线照片，其无名指上戴着一枚戒指）2、1896年，德国西门子公司研制出世界上第一只X线管。开拓了放射诊断和放射治疗两个医学学科。•20世纪10~20年代，出现了常规X线机。•到20世纪60年代中、末期，已形成了较完整的学科体系，称为影像设备学。•1.X线能谱我们知道物质是由分子组成的，分子是由原子组成的，原子是有原子核和核外电子组成的。那么当高速运动的电子以一定的速度射入原子核外电子能级时，打破原来的能级平衡，为了达到新的平衡，多余的电子向低能级跃迁。在跃迁过程中，多余的能量以连续光谱的形式释放，这个光谱就是X线能谱。X线是以一种辐射，这种辐射以波或粒子的形式穿过空间或介质释放能量。X线的产生机理2.电磁辐射电磁辐射以电磁波的辐射形式存在。X线辐射、r辐射都是电磁辐射。X线辐射是带电粒子通过原
