16第十六章 X射线成像的物理基础
X射线物理基础.完整版PPT
2、特征 X 射线谱(特征谱/标识谱)
它是迭加在连续谱上的分立谱线，在 X 射线 谱中，特别窄，特别高的峰就是特征 X 射 线。
1）产生机理
2）特征谱线的命名
3）特征波长
1）产生机理
4）特征波长及其与z关系： Pt(Z=78)的质量吸收系数 μm 随入射 X 射线波长 λ 的变化 hν=hc/λ≥ev
1879年克鲁克斯曾抱怨放在他的阴极射线管附近的照相底片老出现模糊的阴影。
不同阳极靶材，在有不X同的射特线征谱管线中，波，长当不同阴λ~极z关发系射，由的19电14年子莫束塞萊轰（击MO阳SL极EY）的定过律确程定中。 ，当某个具有足 够能量的电子将阳极靶原子的内层电子击出，于是在低能级上出现空位，原 子的系统能量升高，系统处于激发状态。 这种激发态是不稳定的，随后便有较高能级上的电子向低能级上的空位跃 迁，使原子的系统能量重新降低而趋于稳定。在原子系统中，电子从高能级 向低能级的跃迁过程中多余的能量以光子的形式向外辐射特征 X 射线。
X 射线：波长0.001～10nm的电磁波； 高速电子撞击阳极(Cu、Cr等重金属)：热能(99%)+X射线(1%)
高速电子撞击 使阳极元素的内层 电子激发；产生X 射线辐射；
X 射线谱
X 射线谱是 X 射线强度I-波长λ的关系曲线
X 射线管产生的辐射按射 线谱特征分为连续 X 射线 和特征 X 射线两类。
波长一定而强度很强
与靶材、激发电压有 关，与管电流无管
特征谱的产生与靶材 原子内部结构有关如 Kα，Kβ
hn2n1 En2En1
En2和En1—— 分别为高能级和低能级电子的能量
n1 n2En1 hEn2 cR(Z)2 n2 2 1n1 2
X线成像的基本原理-X线成像基础
(一)X线的产生1895年，德国科学家伦琴发现了这种具有很高能量，肉眼看不见，但能穿透不同物质，能使荧光物质发光的射线。
X线是真空管内高速行进的电子流轰击钨靶时产生的。
X线发生装置主要包括X线管、变压器和操作台。
X线管为一高真空的二极管，杯状的阴极内装着灯丝，阳极由呈斜面的钨靶和附属散热装置组成。
降压变压器为向X线管灯丝提供电源。
操作台主要为调节电压、电流和曝光时间而设置的电压表、电流表、时计及其调节旋钮等。
X线的发生过程是向X线管灯丝供电、加热，在阴极附近产生自由电子，当向X线管两极提供高压电时，阴极与阳极问的电势差陡增，电子以高速由阴极向阳极行进，轰击阳极钨靶而发生能量转换，其中1％以下的能量转换为X线，99％以上转换为热能。
X线主要由X线管窗口发射，热能由散热装置散发。
(二)x线的特性X线属于电磁波。
波长范围为0.0006～50nm。
用于X线成像的波长为0.008～0.031nm(相当于40~150kV时)。
在电磁辐射谱中，居7射线与紫外线之间，比可见光的波长短，肉眼看不见。
此外，X线还具有以下几方面与X线成像和X线检查相关的特性：穿透性：X线波长短，具有强穿透力，能穿透可见光不能穿透的物体，在穿透过程中有一定程度的吸收即衰减。
X线的穿透力与X线管电压密切相关，电压愈高，所产生的X线波长愈短，穿透力也愈强；反之其穿透力也弱。
X线穿透物体的程度与物体的密度和厚度相关。
密度高，厚度大的物体吸收的多，通过的少。
X线穿透性是X线成像的基础。
荧光效应：X线激发荧光物质，如硫化锌镉及钨酸钙等，使波长短的X线转换成波长长的可见荧光，这种转换叫做荧光效应。
荧光效应是透视检查的基础。
感光效应：涂有溴化银的胶片，经X线照射后，感光而产生潜影，经显影、定影处理，感光的溴化银中的银离子(A矿)被还原成金属银(Ag)，并沉积于胶片的胶膜内。
此金属银的微粒，在胶片上呈黑色。
而未感光的溴化银，在定影及冲洗过程中，从X线胶片上被洗掉，因而显出胶片片基的透明本色。
X线成像基本原理
负像
2.X线的采集和显示
医用X线胶片的分类： a.普通X线摄影胶片 感蓝胶片（盲色片）：吸收光谱峰值为420nm （包括：标准感度胶片、大宽容度胶片） 感绿胶片（正色片）： 吸收光谱峰值为550nm （包括：扁平颗粒胶片、乳腺摄影用正色胶片、
2.X线的性质
物理效应：穿透作用、荧光作用、电离作用 及干涉、衍射、反射与折射作用
化学效应：感光作用、着色作用
生物效应
（1）穿透作用
X线穿透一般可见光不能穿透的各种不 同密度的物质，并在穿透过程中受到一定 程度的吸收即衰减。X线的穿透力与X线管 电压密切相关，电压越高，所产生的X线的 波长越短，穿透力也越强。另一方面，X线 的穿透力还与被照体的密度和厚度相关。X 线穿透性是X线成像的基础。
（1）密度 a.透光率：透过光线强度/入射光线强度
T=I/I0 b.阻光率：透光率的倒数
O=1/T=I0/I c.密 度: 阻光率的对数值
D=LgI0/I 人眼正常能分辨的密度范围：0.25—2.0 X线诊断照片的密度范围：0.7—1.5
（2）对比度：照片上相邻组织影像的密度差 K = D2 - D1
X线的产生是能量转换的结果，99%的动 能转化为热量，1%动能转化为X线。
三、X线的性质
1.X线的本质 X线的本质是一种波长很短的电磁波（近
似于可见光），具有波粒二象性。
X线与物质作用时表现为粒子性。 X线传播过程中表现为波动性。
X线波长：0.0006—50nm 诊断用X线波长：0.008—0.031nm
X线成像基本原理
一、概述
1895年11月8日，德国物理学家伦琴在进 行阴极管放电实验时偶尔发现了具有很高能 量，肉眼看不见，但能穿透不同物质，能使 荧光物质发光的射线。
x线成像原理
x线成像原理X线成像是一项具有重要意义的医学技术，它为医疗机构提供了完整的解剖结构图像，以帮助医生快速准确地诊断病人。
X线成像技术的出现也使医生可以根据X射线照片的形式改善对病人的治疗方案。
X线的物理基础：X射线是一种高能量的电磁辐射，它有一定的物理含义，特别是与它相关的物理原理，如电磁波的反射、透射和衰减等，其中反射和透射是一个重要特点，将电磁波发射到某一物体之后，这种电磁波可以被反射回向源或被吸收透射到另一物体，它对不同物质具有不同的反射或透射程度。
X射线成像就是利用这种物理原理，让X射线通过不同物质并发射回向源，从而产生不同的成像效果。
X线摄影机的工作原理：X线摄影机的工作原理是建立在X线的物理基础上的。
X线摄影机由X线发射装置、X线探测器和图像分析处理装置等主要部件组成。
X线发射装置通过产生X射线来把X线发射到检查部位；X线探测器则利用X射线反射和吸收过程来分析物体的结构特征；最后，图像分析处理装置将X线探测器获取的数据进行图像转换和处理，以获得最终的X线成像结果。
X线成像的应用：X线成像的主要应用之一是对身体内部器官的检查，例如心脏、肺部和胃肠等等。
它可以帮助医生更好地了解病人的病情，并给出合适的治疗方案。
此外，X线成像也可以用于骨骼系统的检查，可以发现骨骼系统的各种异常、变形和损伤，从而更好地保护人们的身体健康。
除此之外，X线成像也在工业、科学研究等领域中有广泛应用，例如经过X线检测，可以检查机械零件的结构强度；还可以检查金属表面的缺陷，以及电子元器件的内部焊接和结构，等等。
以上就是关于X线成像原理的介绍，它是一项重要的医学技术，在医疗图像诊断和工业、科学研究中有重要的应用。
X线成像技术的出现，为医疗机构提供了一个完整的解剖结构图像，可以帮助医生快速准确地诊断病人，并且为科学研究和工业检测提供了可靠的支持。
X射线的物理学基础(1)
碰撞时，电子失去自己的能量，其中部分能量以光子的形 式辐射，碰撞一次即产生一个光子（能量为h ），这样 的光子流即为X射线。
单位时间内到达阳极靶面的电子数目是很多的，绝大多数 电子要经历多次碰撞，逐渐地损耗自身的全部能量，即产 生多次辐射（产生多个光子）。由于多次辐射中光子的能 量（ h）不同，因此出现连续X射线谱。
• X射线的频率ν、波长λ以及其光子的能量ε、动量p之间存在如 下关系：
h hc
p h
式中h为普朗克常数，c为光速。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3. X射线谱
X射线谱指的是物体发射出来的X射线的强度Ι 随波 长着λ变化的关系曲线。其中X射线强度Ι的大小由单 位面积上的光量子数决定。
由X射线管发射出来的X射线可以看作是由两种类型的谱线 叠加而成：
教学教学pptppt3131xx射线的光电效应是由物质对入射射线的光电效应是由物质对入射xx射线的吸收而引起的射线的吸收而引起的在此过程中所产生的在此过程中所产生的荧光荧光xx射线射线使得原使得原xx射线的强度剧烈衰减射线的强度剧烈衰减且荧光且荧光xx射线不产生衍射只是造成底片上漫射的背底这射线不产生衍射只是造成底片上漫射的背底这些对一般的x射线衍射分析是有害的因此实验中选择合射线衍射分析是有害的因此实验中选择合适的靶尽量减少它的不利影响
X射线是波长在10-8到10-12米范围内的电磁波，因此具有极强
穿透能力。
硬X射线：波长较短的硬X射线能量较高，穿透性较强，适用于 金属部件的无损探伤及金属物相分析。
软X射线：波长较长的软X射线能量较低，穿透性弱，可用于分 析非金属的分析。
X射线波长的度量单位常用埃（Å）,或者通用的国际计量单位 中用纳米（nm）表示，它们之间的换算关系为： 1Å =10-10 m 1nm=10-9 m
X射线物理基础
X射线物理基础一、X射线的基本概念X射线是一种高能电磁辐射，其波长比可见光还要短，但比γ射线稍长。
X射线是由被高速电子撞击产生的极短波长的电磁辐射。
X射线的波长范围在0.01~100纳米之间，因此具有穿透性很强的特点。
X射线辐射主要有三种过程，即散射、吸收和透射。
散射是指X射线在物质中的原子内外发生方向改变；吸收是指物质中的原子吸收掉X射线；透射是指X射线穿过物质而不被物质吸收。
二、X射线的产生和基本特性X射线的产生有两种方式，即广义上的X射线和特殊的X射线。
广义上的X射线产生是指将一束高能电子流来轰击具有特殊构造和材料的靶，使靶发射出X射线，这种方式就是X射线机所采用的。
特殊的X射线产生是指利用原子残余成分核能级跃迁所放出的特殊X射线。
X射线的基本特性有以下几点：1.X射线是一种电磁波，不带电，可以穿透很厚的物质，其波长短，频率高，能量较大。
2.X射线的强度随着入射电子的能量增加而增加，随着靶材的原子序数增加而增大。
3.不同的物质具有不同的透射性，而透射系数与射线的能量相关。
4.X射线具有强的杀菌和破坏生物细胞等作用。
三、X射线在医学中的应用X线是医学中常用的诊断性工具，应用广泛，可以用于检测人体内各种骨头、器官等部位情况。
常见的X线检查有：1.骨密度检查：用于测定骨的密度，并检测是否存在骨质疏松等问题。
2.胸部X线检查：用于检测肺、心脏等部位疾病的情况。
3.腹部X线检查：用于检测腹部器官如胃、肠、肝、脾、胰等的情况。
4.骨骼成像：用于检查骨骼不良变化的情况，如骨折等。
5.普通X线检查：用于全身各个部位的检查。
四、X射线的剂量安全问题X射线的安全问题是医学工作者非常关注的问题，因为如果剂量过大，就会对身体造成损害。
常见的X射线安全问题包括以下几点：1.剂量选择问题：不同的检查需要选择适当的剂量，大剂量的X射线会对人体健康造成不良影响。
2.暴露时间问题：X射线检查中，暴露时间过长会使剂量增加。
3.距离问题：医学工作者需要尽量离患者远一些，以避免吸收额外的X射线。
X线成像结构与原理
X线成像结构与原理X射线成像是一种用于查看内部结构和组织的无创检测方法。
它是通过将X射线束传播到物体，并通过检测与物体相互作用的X射线的方式来生成图像。
这种成像技术广泛应用于医学诊断、工业检测和安全检查等领域。
X射线成像的原理基于X射线与物质的相互作用。
X射线是电磁波谱中具有较短波长的一部分，在穿过物体时会与物体中的原子发生相互作用。
不同组织和物质对X射线的吸收能力不同，从而产生了成像中的对比度。
X射线成像的结构主要由发射器、物体和探测器组成。
发射器是产生X射线的装置，通常使用X射线管。
X射线管由阴极和阳极组成，通过对阴极施加高电压，从而使阴极发射出电子。
这些电子会加速并与阳极碰撞，并通过碰撞产生X射线。
通过调节供电电压和电流，可以控制X射线的能量和强度。
物体是要成像的目标，可以是人体、动物、工件等。
当X射线穿过物体时，会与物体中的组织和物质发生相互作用，被吸收、散射或穿透。
不同组织和物质对X射线的吸收能力不同，产生了成像上的对比度。
探测器是用于测量与物体相互作用的X射线的装置。
目前常用的探测器有图像增强器、CCD探测器和闪烁屏幕。
其中，CCD探测器是最常见的一种，它可以将X射线转化为电信号，并通过电信号的强弱生成图像。
通过调整探测器的灵敏度和分辨率，可以获得更清晰、详细的图像。
在成像过程中，X射线从发射器发出后穿过物体并到达探测器。
探测器会将通过物体的X射线转化为电信号，并通过信号处理系统进行放大、滤波和放大操作。
最后，信号经过处理后被转换为可视化的图像。
X射线成像有许多优点，如无需接触物体，信息获取速度快，可以检测到人体或物体的内部结构和病变。
然而，X射线成像也有一些限制，如对辐射的安全性要求高，不适用于一些特定组织和物质。
因此，在使用X 射线成像时需要进行辐射剂量控制和保护措施。
总的来说，X射线成像是一种重要的无创检测技术，可以用于医学、工业和安全检查等领域。
通过了解X射线成像的结构和原理，人们可以更好地理解其工作原理，并在实际应用中进行调整和优化。
X射线成像基础
第十六章 X 射线成像的物理基础本章教学要求1.重点掌握X 射线强度和硬度的概念、X 射线连续谱和标识谱的产生机制及X 射线产生的微观机制、短波极限公式的应用、X 射线的衰减规律。
2.确切理解X 射线的基本性质、X 射线衍射、常规X 射线投影及X 射线电子计算机断层成像（X —CT ）成像原理。
3.了解X 射线机的基本组成、X 射线的医学应用。
习题16—4.一个连续工作的X 射线管，工作电压是250kV ，电流是40mA ，问靶上每分钟产生的热量是多少？解：根据 IUt Q =0，则可得J Q 5330100.660102501040⨯=⨯⨯⨯⨯=-总能量的99%转变为热能，因此靶上每分钟产生的热量为J Q Q 501094.5%99⨯==16—5 .X 射线谱的最短波长分别为0.01nm 、0.1nm 、1nm 的X 射线，求加在X 射线两端的电压有多大？这时电子到达阳极靶时的动能是多少？解：最短波长 nm U242.1min =λ，则 )(242.1minkV U λ=因此 nm 01.0min =λ时，有 )(10242.101.0242.121kV U ⨯==J eU W 14519111099.110242.1106.1--⨯=⨯⨯⨯==同理，可得min λ分别为0.1nm 和1nm ，电子到达阳极靶时的动能为 kV U 42.122= J W 1521099.1-⨯=kV U 242.13= J W 1631099.1-⨯=16—6.如果加在X 射线管两端的电压减少23kV ，最短波长就增加一倍，求连续x 射线的谱的最短波长。
解：根据 nm U242.1min =λ，则 min 1242.1λ=U min2242.1λ=U可得⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=-=∆min 2min12111242.1λλU U U 又2min2min1=λλ，则 min 1min 1min12242.1211242.1λλλ=⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=∆U nm U 027.0232242.12242.1min 1=⨯=∆=λ 16—7.已知岩盐的晶体点阵是立方体，今有波长为λ的X 射线，以掠射角05100'投射到晶体表面上。
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16.4.2 X 射线电子计算机断层成像 X-ray computed tomography (X-CT) 1979年的诺贝尔生理学及医学奖授予 美国物理学家科马克(1963年提出理论)和 英国工程师洪斯菲尔德(1972年研制第一台 CT机) 发明X射线计算机断层扫描.
X-CT通过X射线管环绕人体某一层 面的扫描，利用探测器测得从各个方向 透过该层面后的射线强度值，利用计算 机及图像重建原理，获得该层面的图像。
λ2 λ1
1915年诺贝尔物理学奖 ——X射线晶体结构分析
L.布拉格(1890-1971) H.布拉格(1862-1942) 英国物理学家 小布拉格 老布拉格
θ 晶体
X射线摄谱仪简图
已知d,可求波长,分析X射线 已知波长,求晶面间距,分析晶体 结构
1915年诺贝尔物理学奖授予英国伦敦大学的亨利.布拉 格和他的儿子英国曼彻斯特维克托利亚大学的劳伦斯. 布拉格,以表彰他们在1913年用X射线对晶体结构的分 析所作的贡献. 主要贡献: 开创英国固态物理测定晶体构造
多层螺旋CT
4层螺旋CT 示意图
测量原理 测量时间 检测器数 量 张角（度） 应用范围
窄角扇束 广角扇束 固定-旋 动态空间 扫描 扫描 转广角扇 重建 束扫描 平移－旋转 旋 转 静止 1.5min 30 5-11 头部 5s 600 30-45 全身 2s 1500 静止 90 <1s 28 45 心，肺
16.2.2 X射线谱
将X射线强度按照波长的顺序排列开来 的图谱，称为X射线谱。 X射线谱的特点: (1) X射线谱以X射线波长为横轴, X射线相 对强度为纵轴; (2) X射线谱由强度连续分布的弱背底和强度 断续分布的强谱线组成;
J. Watson
F. Crick
(3) X射线谱包含了连续X射线（连续谱）和 标识X射线（标识谱）.
2. 特征X射线
思考题3: (P402 16— 16—3) 为什么连续X射线谱与靶物质无关,而 标识X射线谱却与靶物质有关?
答:这与连续X射线谱和标识X射线谱产生原因有 关.连续X射线谱是阴极电子受到靶原子核强电场 射线谱是阴极电子 的作用而减速产生的光谱,而标识 标识X射线谱是阴极 电子与阳极靶原子内层电子作用,使它从原子内 层脱出从而出现一个空位,原子外层电子填补空 原子外层电子填补空 位时辐射的光谱，X光子的能量等于两个能级的 能量差，所以标识X射线谱的波长与阳极靶材料 有关.
16.1.3 X射线的强度和硬度
X射线的强度 单位时间内通过与射线方向垂直的单位 面积的辐射能量为X射线的强度,用 I 表示
式中
为X射线光子的频率 Ni为频率为 的X射线的光子数 h为普朗克常量
增加X射线强度的方法：
1. 增加管电流，使单位时间内轰击阳极靶 的电子数增多，从而增加所产生的X射线 光子数目N。 2. 增加管电压，使每个光子的能量 增加。
1. X-CT 的基本原理 当强度为I0的单色X射线通过厚度为x的 均匀介质后,其强度 .如果I0 、I和x 为已知,则吸收系数μ的值为
I0
I
对第一个体素有 对第二个体素有
; ;
··· ;
对第n个体素有
利用 和表示为
可将介质吸收系数的总
原理：
分成n×n个体素
每一方向的X射线扫描 当I和I0都测出之后,就可得出沿X射线贯穿方 向的各体素的吸收系数的总和. 我们称这个吸收系数的总和为投影值. 利用吸收系数重建图像 求出n×n个体素的 吸收系数
教学要求：
1.重点：X射线的产生，X射线强度和硬度的 概念，X射线连续谱和标识谱的产生机制， X射线衍射的布拉格公式，X射线连续谱 的短波极限公式，物质的吸收系数， X—CT的基本原理，扫描技术，图像重建 方法，CT值，窗口技术。 2.理解：X射线的基本性质、半价层，吸收 系数与波长的关系，常规X射线投影成像。
第 十 六 章
X射线成像的物理基础
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§16.1 X射线的产生及其基本性质 §16.2 X射线衍射 X射线谱 §16.3 X射线的吸收 §16.4 X射线成像 §16.1 X射线的产生及其基本性质
1901年,首届诺 贝尔物理学奖授予 德国物理学家伦琴, 以表彰他在1895年 11月8日偶然发现的 X射线.
X射线按硬度的分类 名 称 极软X射线 软X射线 硬X射线 管电压/kV 最短波长/nm 5~20 20~100 100~250 0.25~0.062 0.062 ~0.012 0.012 ~0.005 0.005以下 主要用途 软组织摄影 , 表皮治疗 透视和摄影 较深组织治疗 较深组织治疗
思考题1: (P402 16— 16—1) X射线强度为什么可以用管电流来表示? 答:因为控制管电流就可以控制阴极发射 电子的数量,发射电子数量的多少决定产 生的X射线光子数量的多少,而光子数量的 多少是X射线强度大小的标志.
布拉格父子于1913年借助X射线 成功地测出金刚石的晶体结构, 并提出了“布拉格公式”,为最终 建立现代晶体学打下了基础,于 1915年获奖.当时,小布拉格年 仅25岁,是至今为止最年轻的诺 贝尔奖获得者.
金刚石结构模型
1953年沃森（ J.Watson，1928 ） 和克里克（ F.Crick，1916 ）在 碱基互补配对原则的基础上， 构建了DNA分子双螺旋结构模 型
§16.2 X射线衍射 X射线谱
16.2.1 X射线衍射
① ②
由此我们得到X射线衍射波加强的条件为
· · · ·
· · · ·
· · · ·
· · · ·
· · · ·
式中m是正整数,m =1,2,3, ···时,反射束分别为 第一,第二,第三级反射线束. 这个公式称为布拉格布拉格-乌利夫公式
相邻两层的波程差是,
X 射线成像
提示: 1.X射线照相比X射线透视优点多:由于 胶片感光度高,所以需要的X射线剂量低 (透视的1/8),且分辨率高; 2.由于脑室中各部分组织对X射线吸收 的差别很小,所以不易做常规的X射线照 相和透视; 3.可以人为造成某器官与其周围组织的 密度差异, 可以扩大X射线成像的范围, 此方法称为造影术.例如:向血管内注射 碘(Z=53),诊断先天性心脏病.
1. 连续X射线 当X射线管内的高速电子流撞击在阳极 靶上时,由于靶是原子序数较高的物质制成的, 所以电子受到靶原子核强电场的作用而减速, 电子失去的一部分动能 就转化为一个X 光子的能量 并辐射出来,即 ,这种 辐射称为韧致辐射.
钨靶的X射线谱
相 对 强 度
50kV 40kV 30kV 20kV
关于X射线的描述： 1.是电磁波,遵从波的规律:折射,反射,干 涉,衍射,….； 2.波长短,小于10nm
16 频率高,大于 10 Hz;
3.人眼看不到； 4.可以视为光子； 5.能量强,可达几百KeV。
16.1.1 X射线的产生
X射线的产生条件
就像子弹打在坦克上会发 出声音和火花一样.
1. 有高速运动的电子流； 2. 有适当的障碍物—靶。
μ是物质的线性吸收系数.
物质的线性吸收系数μ和其密度ρ的比 值称为质量吸收系数,记作μm,即
改写为
如果x 的单位为cm, 则μ 的单位为cm-1, 而μm 的单位为cm2.g-1
称为质量厚度,它等于单位面积中,厚 度为x的吸收层的质量. xm的常用单位为 g.cm-2
16.3.2 半价层
半价层就是使X射线强度减弱一半时所需 要的吸收体厚度(或质量厚度). 为吸收物质厚度半价层 半价层与吸收系数之间的关系式 半价层和吸收系数成反比,对给定波长的单 色X射线束,半价层是一常数,它标志着该射线对 物质的贯穿本领.
与强为U,电子电荷量为e,则电子在加 速电场内获得的动能等于电场对它做的功 eU,X光子的最大能量为 ( 是与短波 极限 对应的最高频率),光速为c,则有
将 等数据代入 同时U用kV作为单位,可得
nm 上式表明,射线谱的最短波长与管电压成反 比,而与靶的物质种类无关.
为吸收体厚度的半价层
16.3.3 质量吸收系数与波长的关系
式中 k 为常数 Z为吸收物质的原子序数
λ为X射线的波长
思考题4:为什么医生给病人做X光照相时, 常用铅板为自己做防护?为什么病人作胃 肠透视和照相时,要事先口服钡餐? 答: 因为钡和铅的原子序数比较高(Z=56,82), 所以它们对X射线能量吸收较强,这样就可以 提高胃肠透视的清晰度及减少医生受射线辐 射的作用.
伦琴的实验室
历史上第一 张人体的X照片: 伦琴妻子的手. 摄于1895年12 月22日
1896年1月,在发现X射线后仅几周，芝 加哥电气技师 Grubbe 即利用X射线对一 名55岁患乳腺癌的妇女进行了放射治疗.
1914年诺贝尔物 理学奖授予德国法兰 克福大学的劳厄 ( Laue ,1879-1960),以 表彰他在1912年发现 了晶体的X射线衍射. X射线是波长为10-3~10nm的电磁 波。它具有光波的一切性质。
§16.4 X射线成像
16.4.1 常规X射线投影成像
由于人体内各种不同的组织对X射线的 吸收本领不同, 强度均匀的X 射线透过身体不 同部位后的强度是不同的.将这些强度不同的 X射线投影到荧光屏上,就可以显示出明暗不 同的荧光像,称为X射线透视术.如果让透过人 体的X射线投射到照相底片上,显影后就可以 观察到各处明暗不同的像,称为X射线照相术.
图中谱线的波长取决于阳极靶的材料. 它表征靶元素具有自己特有的线状光谱,故 称特征X射线.
16.3.1 线性吸收系数及质量吸收系数
实验表明,单色平行X射线通过均匀物质 时的吸收规律与光的吸收规律一样可以用下 式表示:
§16.3 X射线的吸收
式中：I0是入射的X射线强度, I是通过厚度为x的物质层后的X射线强度,
提出 Bragg 方程 : 2dsinθ=m 制成第一台X-射线光谱仪 利用X-射线绕射方法研究晶体构造