X-straal

'n X-straalfoto van 'n persoon se longe.

X-strale of x-strale is elektromagnetiese strale soortgelyk aan radio-, hitte- en ligstrale. Hulle het egter baie korter golflengtes en kan deur liggame of voorwerpe dring wat opaak (ligondeurdringbaar) is. X-strale dek die volgende gedeelte van die elektromagnetiese spektrum: 30 EHz – 30 PHz en golflengtes van 0,01 nm – 10 nm. Hulle het ’n energie van tussen 124 eV en 124 keV.

Die term röntgenstrale, wat soms daarvoor gebruik word, is genoem na Wilhelm Röntgen, wat gewoonlik die krediet daarvoor kry dat hy dit ontdek het; hy het dit "X-strale" genoem om ’n onbekende soort straal aan te dui.

Gebruike

X-strale met ’n hoë fotonenergie (bo 5-10 keV; ’n golflengte onder 0,2-0,1 nm) word "harde X-strale" genoem, en dié met ’n lae energie "sagte X-strale". Vanweë die deurdringingsvermoë van harde X-strale word hulle algemeen gebruik om die binnekant van voorwerpe te sien, byvoorbeeld in mediese radiografie en lughawesekuriteit. Die term "X-straal" word algemeen gebruik vir ’n radiografiese beeld asook vir die metode self.

Omdat die golflengtes van harde X-strale soortgelyk is aan die grootte van atome, is hulle ook nuttig in die bepaling van kristalstrukture. Daarteenoor word sagte X-strale maklik in die lug geabsorbeer.

Generasie

Bohr se model van die atoom. 'n Elektron wat van die n=3-skil (M-skil) na die n=2-skil (L-skil)val, verloor energie. Hierdie energie word as 'n enkele foton weggevoer..

Die X-straalspektrum bestaan ​​gewoonlik uit agtergrondstraling wat versprei is volgens die Rayleigh-wet en waarop 'n aantal skerp spektrale lyne geplaas is. Hierdie spektrale lyne word gegenereer wanneer 'n hoë-energie elektron een van die elektrone in 'n interne skil van 'n atoom losmaak. Die losgemaakte elektron is dikwels van die K (of binneste) skil. Daarna vul 'n elektron van een van die hoër skille hierdie leemte en gee sy surplusenergie in die vorm van 'n foton af. Waneer 'n mens die SI-stelsel gebruik, is die benaderde energie (n joules) van die foton deur die volgende vergelyking gegee:

$E_{n}=hcR_{\infty }({\frac {Z^{2}}{n^{2}}}-{\frac {Z^{2}}{m^{2}}})$

waar

$h$: konstante van Planck

$c$: ligsnelheid

$R_{\infty }$: Konstante van Rydberg

$Z$: Aantal protone in die kern

$n$: Getal van die laer energievlak

$m$: Getal van die hoër energievlak.

X-straalspektrum vir molibdeen en koper. The Ka lines are generated by a transition from

Alhoewel energieë wat deur hierdie vergelyking gegee in joules aangehaal word, dui X-straalpraktisyns gewoonlik die energie van die X-straalbundel in elektronvolts aan. Dit gee 'n aanduiding van die spanning wat nodig is om die bundel te skep. Die twee is verwant deur $1eV=1,602176634\times 10^{-19}J$.

Die sterkste lyne op die X-straalspektrum word die K_α- en K_β-lyne genoem. Hierdie lyne ontstaan ​​uit leemte in die binneste of K-skil ($n=1$). Die K_α-lyn stem ooreen met hierdie leemte wat gevul is met 'n elektron van die L-skil ($m=2$), terwyl die K_β-lyn ooreenstem met die leemte wat gevul word deur 'n elektron van die M-skil ($m=3$).

Kenmerkende X-straal-emissielyne vir sommige algemene anodemateriale.

Anode materiaal	Atoom- getal	Foton energie [keV]		golflengte [nm]
		Kα1	Kβ1	Kα1	Kβ1
W	74	59.3	67.2	0.0209	0.0184
Mo	42	17.5	19.6	0.0709	0.0632
Cu	29	8.05	8.91	0.154	0.139
Ag	47	22.2	24.9	0.0559	0.0497
Ga	31	9.25	10.26	0.134	0.121
In	49	24.2	27.3	0.0512	0.0455
Al	13	1.4867	1.5574	0.8340	0.7961

Bronnelys

• Dokter in die huis, dr. Jan van Elfen, 1993 ISBN 0 624 03234 5

Eksterne skakels

• Radiografie: ’n gebreekte humerus
• Foto van ’n X-straalmasjien
• X-straalveiligheid
• ’n X-straalbuis-demonstrasie (animasie)
• "What is Radiology?", ’n eenvoudige les
• X-strale en kristalle
• Wikimedia Commons het meer media in die kategorie X-straal.
• Hierdie artikel is vertaal uit die Engelse Wikipedia