X射线(又被称为爱克斯射线、伦琴射线或X光)是一种波长范围在0.001纳米到10纳米之间(对应频率范围30 PHz到3EHz))的电磁辐射形式。X射线最初用于医学成像诊断和 X射线结晶学。X射线也是电离性辐射 等这一类对人体有危害的射线。
历史 X射线波长略大于0.5纳米的被称作软X射线。波长短于0.1纳米的叫做硬X射线。硬X射线与波长长的(低能量)伽马射线范围重叠,二者的区别在于辐射源,而不是波长:X射线光子产生于高能电子加速,伽马射线则来源于原子核衰变. 产生X射线的最簡單方法是用加速后的電子撞击金属靶。撞击过程中,电子突然减速,其损失的动能会以光子形式放出,形成X光光谱的连续部分,稱之為制動輻射。通过加大加速电压,电子携带的能量增大,则有可能将金属原子的内层电子撞出。于是内层形成空穴,外层电子跃迁回内层填补空穴,同时放出波长在0.1纳米左右的光子。由于外层电子跃迁放出的能量是量子化的,所以放出的光子的波长也集中在某些部分,形成了X光谱中的特征线,此稱為特性輻射。
X射线的产生 X射线的探测可基于多种方法. 最普通的一种方法叫做照相底板法,这种方法在医院里经常使用. 將一片照相底片放置於人體後,X射線穿過人體內軟組織(皮膚及器官)後會照射到底片,令這些部位於底片經顯影後顯示成白色;X射線無法穿過人體內的硬組織,如骨或其他被注射含鋇或碘的物質,底片於顯影後會保留黑色. 另一方法是使用螢光版,例如碘化鈉(NaI)。這些方法只能顯示出X射線的光子密度,但無法顯示出X射線的光子能量. 目前普遍认为人眼是看不见X光的, 而且几乎所有的X光的使用者都认为这是事实。然而严格的说,这实际上是不正确的。在特殊的情况下, 肉眼实际上是可以看见X光的.
探测器 在晶体学研究上,劳厄发现了X射线通过晶体之后产生的衍射现象,即X光衍射。布拉格则使用布拉格定律对衍射关系进行了定量的描述。
X射线衍射 伦琴发现X射线后仅仅几个月时间内,它就被应用于 医学成像。1896年2月,苏格兰医生约翰·麦金泰尔在格拉斯哥皇家医院设立了世界上第一个放射科。 放射医学是医学的一个专门领域,它使用放射线照相术和其他技术产生诊断图像。的确,这可能是 X射线技术应用最广泛的地方。X射線的用途主要是探測骨骼的病變,但對於探測軟組織之病變亦相當有用。常見的例子有胸腔X射線,用來診斷肺部疾病,如肺炎、肺癌或肺氣腫;而腹腔X射線則用來檢測腸道梗塞,自由氣體(free air,由於內臟穿孔)及自由液體(free fluid)。某些情況下,使用X射線診斷還存在爭議,例如結石(對X射線幾乎沒有阻擋效應)或腎結石(一般可見,但並不總是可見)。 借助计算机,人们可以把不同角度的X射线影像合成成三维图像,在医学上常用的電腦斷層掃描(CT掃描)就是基于这一原理。
医学用途
可见光: 红 | 橙 | 黄 | 绿 | 藍 | 靛 | 紫 X射线晶体学 X射线天文学 X射线机 X射线显微术 盖格计数器 N射线 |