大学物理课件：第十六章 16-1 X-射线.pptVIP

③ 短波极限 λmin 的计算： 标识谱 —— 因靶原子内层电子获能后，向外逃逸，留下一个空穴，而外壳层电子向该空穴处跃迁时，发出线状 X 射线谱。 三、强度和硬度： 1、强度 —— 单位时间内通过某一横截面积的辐射能，即：X 光强度正比于高速电子流的数目，可用管电流的 mA 数来量度 X 射线强度。 I↑ ∝ mA↑ 2、硬度——X射线贯穿物质的能力。 X 射线贯穿物质的能力决定于 X 射线的波长 λmin ，也取决于管电压的大小。 3、滤波： 长波 X 射线易被物质吸收，短波 X 射线可透过，故 X 射线在贯穿过程中，越来越硬（ X 射线的硬化）。 所以常用铜、铝过滤长波 X 射线，使 X 射线频率区变窄。 ② 荧光作用 —— X 射线照射某些物质，能使其发出荧光（如：ZnSO4、铂氰化钡、钨酸钙、磷等物质）。 用它们涂在纸板上就构成荧光屏。 X 射线在晶体上的衍射 另外，铝可吸收铜的标识 X 射线谱，故用铜板前、铝板后方法去滤除 X 射线的长波段射线。 4、X 射线的基本性质： ① 电离作用 —— 气体分子在 X 射线照射下，将电离成离子对，而成为导电体。 对有机体可诱发各种生物效应。 电离作用可用于测量 X 射线强度，或治疗某些疾病（癌细胞电离后，代谢功能差）。 当 X 射线照射后，它们的分子、原子被激发到高态，当它们向低态跃迁时，便发出荧光。可用来观察人体骨骼和诊断透视。 ③ 光化作用 —— X 射线可使物质发生光化反应，（如照相底版感光，记录 X 射线谱强度）。 ④ 贯穿本领 —— 物质对 X 射线的吸收与 X 射线波长有关，也决定于物质的原子序数或密度。 λ↓→　吸收↓→　贯穿本领 ↑。 人体密度不同（或 Z 不同），X 强度有空间强弱分布，用于透视照相。 ⑤ 生物效应 —— X 射线在生物体内产生电离和激发，破坏或改变生物功能。故有治疗作用或损坏作用，也正是要对 X 射线进行防护的原因。 四、X 射线的衍射 X射线 K A X 射线管 - + 证实了 X 射线的波动性 劳厄（Laue）实验（1912） 晶体 准直缝 x 射线 · · · · 劳 厄 斑 劳厄（Laue）实验（1912） 劳 厄 斑 发现 x 射线后，人们想通过光栅来观察它的衍射，但实验中并没有看到衍射现象。 原因是 X 射线的波长太短，只有一埃（1?）。 实际上是无法分辩的。要分辩 X 射线的光栅也要在埃的数量级才行。 人们想到了晶体。因为晶体有规范的原子排列，且原子间距也在埃的数量级。是天然的三维光栅。 晶体的三维光栅 晶体 准直缝 x 射线 · · · · 劳厄斑 1912年德国劳厄想到了这一点，去找普朗克老师，没得到支持。后去找在读博士索末菲，两次实验后终于做出了 X 射线的衍射实验。 X射线X--ray 晶体 crystal 劳厄斑 Laue spots 晶面 d d? d?? ? ? Φ:掠射角 d:晶面间距(晶格常数) 1 2 d sin? * * 第十六章 X — 射线 学习本章后，你应： 1．掌握 X 射线强度和硬度的概念、X 射线谱及 X 线产生的微观机制、短波极限公式的应用、X 射线的衰减规律及应用。 2．理解 X 射线的基本性质、X 射线衍射、X-CT成像原理。 3．了解 X 射线机的基本组成部分、X 射线在医学上的应用。 1895年伦琴(W．K．Rontgen)在研究稀薄气体放电时发现了 X 射线，劳厄 (M．VonLaue)用晶体衍射实验，证明 X 射线是一种波长较短的电磁波。 X 射线的发现，对物质微观结构理论的深入研究和技术上的应用都有重大意义。 X 射线在医学诊疗中 也有着广泛的应用，它与近代科技相结合，更成为现代医学不可缺少的工具。 第一节 X 射线的产生 第一节 X 射线（0.01 ～ 100 A°）的产生 一、装置： 1、低压电源： 5～10V， 加热灯丝， 形成电子 热发射， 即电子云。 2、高压电源： 10～100 kV， 高速电子流 的加速电压。 撞击钨靶， 损失电子动 能，同时发出X 光子。 3、X 射线管： 真空管 金属靶 —— 钼或钨（重金属），阻止高速电子而产生 X 射线。 灯丝 —— 发射电子云。 X射线管 阳极 （对阴极） 阴极 10 4