X射線物理學知識

X射線物理學知識

X射線物理學知識，課程來自納奧米科技，后面簡稱小納

放射成像是通過將測試產品（醫療CT中是指病人），暴露在X射線束下產生的 X射線束實際上是由數百萬條單獨的X射線組成的 那么什么是X射線呢

X射線只是一小束能量， 我們稱之為光子， 這就是為什么有時我們稱它為X射線光， X射線光子有很多能量 ，但它們沒有質量，它們不帶電荷， 以光速運動，它們的速度永遠不變

X射線實際上在某些方面與可見光相似，因為可見光和X射線都是電磁波的一部分， 電磁波譜是光子能量的整體范圍，這包括一些熟悉的無線電波， 微波，可見光， X射線和伽馬射線 ，都是電磁波譜的一部分，也都是光子， 唯一的區別是這些光子的能量，這是由波長和頻率控制的

波長和頻率并不是復雜的概念，小納中學時曾學習過， 波長就是從一個波峰到下一個波峰的長度值

當我們談論x射線光子時， 波長通常以納米為單位測量， 當峰值靠近時， 波長減小， X射線光子具有更多的能量 ，但是當波長減小時，頻率也會增加， 也就是單位時間內波循環次數更多，在這個動畫演示中，頻率大約是每秒兩個半周期，波長和頻率都影響光子的能量

你可以這樣想，這兩個光子都以相同的速度運動， 對于所有光子，這是光速，唯一的區別是波長和頻率，上面的光子具有很長的波長，因此它具有很低的頻率和很低的能量，下面的光子具有很短的波長， 也就是擁有更高的頻率， 因此高能量，

這幾者之間的關系要記住， 如果波長減小，換句話說，如果X光的波峰相互靠近 ，頻率就會增加， 這意味著每秒有更多的波周期， 光子的能量增加了， 注意速度并沒有變化， 只是波長和頻率的變化，這就是影響能量的因素

當然反之亦然如果我們增加光子的波長波峰之間的距離就會更遠頻率就會降低此時X射線光子的能量就會降低

這就是X射線束 ，它不是由一種能量構成的， 我們說X射線束是多能量的 ，也就是說是由很多不同能量的X射線光子組成 ，X射線束中有數百萬個光子 ，所有這些光子的能量范圍很廣有高有低

這是一個典型的X射線光束能譜圖

X軸表示光束中不同的光子能量， 從非常低到非常高Y軸表示每個能級上的光子數， 這個圖告訴我們什么， 曲線的最高部分表示光束的平均能量曲線最右邊的點代表最高能量的光子，真正高能的光子并不多， 這就是右邊曲線高度降低的原因， 那么這些光子是從哪里來的呢， 這個巨大的鐘形來主要自于一種X射線， 我們稱之為韌致輻射， 右邊的單峰來自特征輻射， 這些X射線生產過程 ，小納將在后面的兩節課程中專門給大家講解，當我們描述X射線束的數量和能量時

使用一些特定的術語是很好的，在X射線物理學中， 量一詞是指光束中X射線的總數 ，我們有時稱之為光束強度，質量是指X射線光束的平均能量 ，有時我們稱它為能量，數量和質量這兩個術語在其他課程中也有更詳細的介紹

最后， 關于x射線還有一件事我們應該知道 ，當x射線在x射線管中產生時 ，它們是各向同性產生的， 各向同性的意思是X射線在各個方向上均勻發散， 事實上， 這正是為什么X射線管需要一個含有鉛的保護外殼， 鉛外殼吸收了所有額外的X射線光子， 這些也是實際用不到的

X射線是直線傳播的， 所以它們會一直傳播下去，直到我們在傳播路徑上放些東西來阻止它們， 如果他們不與某些東西反應， 他們就會繼續前進， 所以我們使用防護鉛房來保護人免受不必要的輻射

以下是我們討論X射線束的一些術語 ，光子：是X射線的基本單位，X射線束： 由X射線光子構成 電磁波譜：是指光子能量的全部范圍； 電磁波譜包括X射線 ，但也包括能量較低的光子，如可見光， 以及能量較高的光子，例如伽馬射線

波長： 指的是光子波中從一個峰到下一個峰的距離，隨著波長的減小，光子能量增加，與此相關的是頻率，頻率是每秒的波周期數， 隨著頻率的增加，光子能量也隨之增加

另一個術語是數量， 記住， 這個數量指的是X射線光子的數量， 質量，這個術語指的是光子的能量， 最后， 我們討論了各向同性， 各向同性指的是在所有方向上均勻發散的狀態

小納這里有一個練習題來確保你理解了這些概念高能X射線具有哪些特征 花點時間思考一下這個問題 然后決定你認為的答案是什么 .

   正確答案是B高頻， 當頻率增加時， 這意味著每秒有更多的波和更短的波長， 這對應于更高能量的光子A是不正確的， 因為波長長導致能量低， C是不正確的， 因為強度指的是光子的數量， 而不是能量，最后也D是不正確的 ，因為光子的速度總是一樣的，為標準光速

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