现代物理学革命的开始--X射线

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1、现代物理学革命的开始1895年，物理学已经有了相当的发展，几个主要部门--牛顿力学、热力学和分子运动论、电磁学和光学，都已经建立了完整的理论，在应用上也取得了巨大成果。这时物理学家普遍认为，物理学已经发展到顶了，以后的任务无非是在细节上作些补充和修正而已，没有太多的事好做了。X射线的发现唤醒了沉睡的物理学界。它像一声春雷，引发了一系列重大发现，把人们的注意力引向更深入、更广阔的天地，从而揭开了现代物理学革命的序幕。关于阴极射线本性的争论1.X射线的发现起源于对阴极射线的研究，1856年德国盖斯勒放电管的发明为研究真空放电现象提供了实验手段；1859年德国普吕克发现了放电管阴

2、极发出的绿色辉光，1876年德国戈尔茨坦指出绿色辉光是由阴极的某种射线引起的，命名为“阴极射线”。2.围绕阴极射线的本性究竟是光波还是粒子，德国和英国科学家展开了争论，最终导致了物理学的三大实验发现。为什么做个B超检查，就知道你肾脏里是否有一个石头?或者胆囊里头是否有一个石头？伦琴（WilhelmConradRontger），德国科学家。1895，发现了x-rays...X射线的发现偶然性？X射线的发现过程在物理学史上是一个必然性通过偶然性开辟道路的典型例证。在伦琴之前，英国克鲁克斯等人曾遇见过它，但均因疏忽而与重大发现擦肩而过。伦琴因发现X射线荣获1901年的首次颁发的诺

3、贝尔物理学奖。二、放射性的发现伦琴发现的X射线引起法国物理学家贝克勒尔（A.H.Becquerel,1852-1908）的兴趣。因为伦琴是通过荧光材料所发出的荧光而发现X射线的，所以贝克勒尔想知道是否有荧光材料放出X射线。太阳光下实验1896年2月，贝克勒尔把感光片包在黑纸里放到太阳下，再把荧光物质的晶体压在上面。他的设想是：太阳光照射晶体产生荧光，如果荧光中有X射线，那么它就能穿透黑纸使底片暴光。结果：底片冲洗后，上面有了阴影。这证明有放射线穿透了黑纸，贝克勒尔断定荧光确实放出X射线。阴天的实验贝克勒尔只好把包好的底片放进抽屉，上面还是压着那块荧光物质的晶体。结果：底片上

4、有很多的阴影。显然，这阴影与太阳无关、与荧光无关，而与晶体本身有关。贝克勒尔用的晶体是一种铀的化合物——硫酸双氧铀钾，这样他便发现了铀能自发辐射出能量。居里夫人在1898年把这种现象命名为放射性。人类破天荒第一次无损伤看到人体内部的解剖结构！！伦琴夫人手骨X线照片(1895年12月22日)1901年诺贝尔物理学奖X射线的性质人的肉眼看不见X射线，但X射线能使气体电离，使照相底片感光，能穿过不透明的物体，还能使荧光物质发出荧光。X射线呈直线传播，在电场和磁场中不发生偏转；当穿过物体时仅部分被散射。X射线对动物有机体（其中包括对人体）能产生巨大的生理上的影响，能杀伤生物细胞。X

5、射线的本质X射线也是电磁波的一种，波长在10－8cm左右1-3X射线的产生及X射线管X射线的产生：X射线是高速运动的粒子与某种物质相撞击后猝然减速，且与该物质中的内层电子相互作用而产生的。靶物质电子源h3h2h1高速运动的电子受障碍物阻止，由于它们相互作用产生X射线。X射线的产生示意图轫致辐射（碰撞法）：用高速电子流轰击阳极靶而获得。一连续X射线的产生（一）连续X射线谱1.X射线的产生的条件1）高速运动的电子流；2）适当的障碍物—靶(target)阳极阴极窗口1）X射线管2）低压电源3）高压电源4）整流电路2.X射线的产生装置(高度真空的玻璃管)(灯丝、电子射线，5–

6、10伏)(加速电场，万伏)(将交流电变成直流电)管电压管电流靶2.X射线的硬度（HardnessofXRays）X射线的贯穿本领。医学上常用管电压的千伏数（KV）来表示X射线的硬度(如50KV,100KV等).管电压↑电子速度v↑光子频率↑贯穿本领↑指X射线的贯穿本领，决定于h，与N无关3.X射线的分类（根据硬度）.名称管电压（KV）最短波长（nm）主要用途（目前多用于诊断，不用于治疗）极软X射线5―200.25―0.062软组织摄影、表皮治疗软X射线20―1000.062―0.012透视和摄影硬X射线100―2500.012―0.005较深组织治疗极硬X射线250以上0

7、.005以下深组织治疗易透性组织中等透性组织不易透性组织低μ组织中μ组织高μ组织气体脂肪组织结缔组织肌肉组织软骨血液骨骼4.人体组织器官按照衰减系数的大小分为三类.5.X射线影像形成的主要条件1、X射线应具有一定的穿透力2、被穿透的组织必须存在衰减系数和厚度的差异3、显像X线胶片白荧光屏黑灰透射X线（气管）低μ组织（肌肉）中μ组织（骨）高μ组织灰白黑1.普通X射线成像普通X射线透视普通X射线摄影（X光片）存贮保管难!取片查询难!后期处理难!远程传输难!普通X射线成像的缺点2.数字化X射线成像计算机处理存贮器(D/A