X射線物理學(xué)知識(shí)

X射線物理學(xué)知識(shí)

X射線物理學(xué)知識(shí)，課程來(lái)自納奧米科技，后面簡(jiǎn)稱小納

放射成像是通過(guò)將測(cè)試產(chǎn)品（醫(yī)療CT中是指病人），暴露在X射線束下產(chǎn)生的 X射線束實(shí)際上是由數(shù)百萬(wàn)條單獨(dú)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(shí)我們稱它為X射線光， X射線光子有很多能量 ，但它們沒(méi)有質(zhì)量，它們不帶電荷， 以光速運(yùn)動(dòng)，它們的速度永遠(yuǎn)不變

X射線實(shí)際上在某些方面與可見光相似，因?yàn)榭梢姽夂?/span>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(wú)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(qū)別是這些光子的能量，這是由波長(zhǎng)和頻率控制的

波長(zhǎng)和頻率并不是復(fù)雜的概念，小納中學(xué)時(shí)曾學(xué)習(xí)過(guò)， 波長(zhǎng)就是從一個(gè)波峰到下一個(gè)波峰的長(zhǎng)度值

當(dāng)我們談?wù)?/span>x射線光子時(shí)， 波長(zhǎng)通常以納米為單位測(cè)量， 當(dāng)峰值靠近時(shí)， 波長(zhǎng)減小， X射線光子具有更多的能量 ，但是當(dāng)波長(zhǎng)減小時(shí)，頻率也會(huì)增加， 也就是單位時(shí)間內(nèi)波循環(huán)次數(shù)更多，在這個(gè)動(dòng)畫演示中，頻率大約是每秒兩個(gè)半周期，波長(zhǎng)和頻率都影響光子的能量

你可以這樣想，這兩個(gè)光子都以相同的速度運(yùn)動(dòng)， 對(duì)于所有光子，這是光速，唯一的區(qū)別是波長(zhǎng)和頻率，上面的光子具有很長(zhǎng)的波長(zhǎng)，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(zhǎng)， 也就是擁有更高的頻率， 因此高能量，

這幾者之間的關(guān)系要記住， 如果波長(zhǎng)減小，換句話說(shuō)，如果X光的波峰相互靠近 ，頻率就會(huì)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(méi)有變化， 只是波長(zhǎng)和頻率的變化，這就是影響能量的因素

當(dāng)然反之亦然如果我們?cè)黾庸庾拥牟ㄩL(zhǎng)波峰之間的距離就會(huì)更遠(yuǎn)頻率就會(huì)降低此時(shí)X射線光子的能量就會(huì)降低

這就是X射線束 ，它不是由一種能量構(gòu)成的， 我們說(shuō)X射線束是多能量的 ，也就是說(shuō)是由很多不同能量的X射線光子組成 ，X射線束中有數(shù)百萬(wàn)個(gè)光子 ，所有這些光子的能量范圍很廣有高有低

這是一個(gè)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(gè)能級(jí)上的光子數(shù)， 這個(gè)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(diǎn)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(lái)的呢， 這個(gè)巨大的鐘形來(lái)主要自于一種X射線， 我們稱之為韌致輻射， 右邊的單峰來(lái)自特征輻射， 這些X射線生產(chǎn)過(guò)程 ，小納將在后面的兩節(jié)課程中專門給大家講解，當(dāng)我們描述X射線束的數(shù)量和能量時(shí)

使用一些特定的術(shù)語(yǔ)是很好的，在X射線物理學(xué)中， 量一詞是指光束中X射線的總數(shù) ，我們有時(shí)稱之為光束強(qiáng)度，質(zhì)量是指X射線光束的平均能量 ，有時(shí)我們稱它為能量，數(shù)量和質(zhì)量這兩個(gè)術(shù)語(yǔ)在其他課程中也有更詳細(xì)的介紹

最后， 關(guān)于x射線還有一件事我們應(yīng)該知道 ，當(dāng)x射線在x射線管中產(chǎn)生時(shí) ，它們是各向同性產(chǎn)生的， 各向同性的意思是X射線在各個(gè)方向上均勻發(fā)散， 事實(shí)上， 這正是為什么X射線管需要一個(gè)含有鉛的保護(hù)外殼， 鉛外殼吸收了所有額外的X射線光子， 這些也是實(shí)際用不到的

X射線是直線傳播的， 所以它們會(huì)一直傳播下去，直到我們?cè)趥鞑ヂ窂缴戏判〇|西來(lái)阻止它們， 如果他們不與某些東西反應(yīng)， 他們就會(huì)繼續(xù)前進(jìn)， 所以我們使用防護(hù)鉛房來(lái)保護(hù)人免受不必要的輻射

以下是我們討論X射線束的一些術(shù)語(yǔ) ，光子：是X射線的基本單位，X射線束： 由X射線光子構(gòu)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(zhǎng)： 指的是光子波中從一個(gè)峰到下一個(gè)峰的距離，隨著波長(zhǎng)的減小，光子能量增加，與此相關(guān)的是頻率，頻率是每秒的波周期數(shù)， 隨著頻率的增加，光子能量也隨之增加

另一個(gè)術(shù)語(yǔ)是數(shù)量， 記住， 這個(gè)數(shù)量指的是X射線光子的數(shù)量， 質(zhì)量，這個(gè)術(shù)語(yǔ)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(fā)散的狀態(tài)

小納這里有一個(gè)練習(xí)題來(lái)確保你理解了這些概念高能X射線具有哪些特征 花點(diǎn)時(shí)間思考一下這個(gè)問(wèn)題 然后決定你認(rèn)為的答案是什么 .

   正確答案是B高頻， 當(dāng)頻率增加時(shí)， 這意味著每秒有更多的波和更短的波長(zhǎng)， 這對(duì)應(yīng)于更高能量的光子A是不正確的， 因?yàn)椴ㄩL(zhǎng)長(zhǎng)導(dǎo)致能量低， C是不正確的， 因?yàn)閺?qiáng)度指的是光子的數(shù)量， 而不是能量，最后也D是不正確的 ，因?yàn)楣庾拥乃俣瓤偸且粯拥?/span>，為標(biāo)準(zhǔn)光速

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