RAYOS X

Mallory Paola Pulido CruzGrupo 8 No. de lista: 32 Código: 244074

DEFINICIÓN Y GENERALIDADES

¿Qué son los Rayos X?

• Los rayos X son radiaciones electromagnéticas, como lo es la luz visible, o las radiaciones ultravioleta e infrarroja, y lo único que los distingue de las demás radiaciones electromagnéticas es su llamada longitud de onda, que es del orden de 10-10 m (1 Å).

¿En dónde se encuentran los Rayos X en el Espectro Electromagnético?

Propiedades de los Rayos X

• Velan placas fotográficas• Descargan objetos cargados eléctricamente• Ionizan gases• Se propagan en línea recta• No son desviados por campos eléctricos o

magnéticos (esto indica que los Rayos X no poseen carga eléctrica).

• Pueden penetrar materiales de bajo número atómico.

DESCUBRIMIENTO DE LOS RAYOS X

DESCUBRIMIENTO

• En el año de 1895, Wilhelm Conrad Röntgen se encontraba estudiando ciertos efectos con descargas eléctricas a través de gases y para ello utilizaba un tubo de rayos catódicos, al cual aplicaba voltajes muy grandes (del orden de kilovoltios). En uno de esos experimentos cubrió el tubo con cartulina negra, obscureció el cuarto donde trabajaba y cuando hizo pasar una descarga eléctrica por el tubo observó cerca al tubo un débil resplandor .

• Como sabía que los rayos catódicos sólo pueden viajar una pequeña distancia en el aire, al buscar lo qué resplandecía en la obscuridad encontró cerca al tubo de rayos catódicos una muestra de sal de bario.

William Röntgen

• Este hecho le llamó tanto la atención que abandonó sus trabajos sobre descargas eléctricas en gases y se dedicó a investigar sus causas. Una vez realizados los experimentos correspondientes, observó que la fluorescencia de la sal de bario (y de otras sales) ocurría siempre cuando la colocaba frente al punto donde el haz de rayos catódicos chocaba contra la pared de vidrio del tubo.

• De este resultado concluyó que en dicho punto debía salir una radiación de naturaleza desconocida cuyo efecto sobre ciertas sustancias se manifiesta por su fluorescencia.

• Además, observó que el papel, la madera y otras sustancias que son opacas a la radiación visible y ultravioleta (no la dejan pasar) resultaron transparente a esta nueva radiación que denominó Rayos X.

Una de las primeras radiografías tomadas

por Röntgen, de la mano de su esposa,

donde se ve claramente los huesos de su mano,

y la argolla de matrimonio. (1896)

• En 1899 se tuvo la primera evidencia de que los rayos X se difractan, lo cual indicaba que podían ser radiación electromagnética y se estimó que su longitud de onda sería del orden de 10-10 metros. En 1906, C. G. Barkla demostró que los rayos X podían ser polarizados, otra cualidad propia de las ondas electromagnéticas.

• Finalmente, en 1912 se demostró que los rayos X pueden ser difractados por cristales, confirmando esto que son una radiación electromagnética de longitud de onda mucho menor que la luz visible.

PRODUCCIÓN DE RAYOS X

ESQUEMA GENERAL DE UN TUBO CONVENCIONAL DE RAYOS X

• Los rayos X se generan en los tubos de rayos X. Un acelerador de electrones dentro del tubo dispara electrones de alta energía en un blanco metálico hecho de átomos pesados, tales como el tungsteno. Los rayos X salen debido a un proceso atómico inducido por los electrones energéticos que inciden en el blanco.

EMISIÓN Y ESPECTROS DE RAYOS X

EMISIÓN

• Los rayos X son emitidos cuando un haz de electrones, de gran energía cinética choca contra un material metálico que sirve de blanco.

• La emisión de rayos X depende del material utilizado como blanco y del voltaje acelerador. Para que haya emisión de rayos X es necesario aplicar un voltaje acelerador mínimo que a su vez va a depender del material del blanco.

• Si el voltaje que acelera los electrones que inciden sobre este blanco no es suficiente, no habrá emisión de rayos X.

ESPECTROS DE RAYOS X

A) ESPECTRO CONTINUO:

• Cuando un electrón de alta energía pasa cerca del núcleo se desvía debido a la interacción electromagnética. Como consecuencia de este proceso de desvío, el electrón pierde energía en forma de un fotón X, cuya energía (longitud de onda) puede tomar cualquier valor (hasta el valor que llevaba el electrón incidente).

• Los rayos X emitidos en esta forma se conocen también con el nombre de radiación de frenado.

B) ESPECTRO CARACTERÍSTICO:

• Un electrón de alta energía puede producir la salida de un electrón cercano al núcleo. La vacante así producida se rellena por el salto de otro electrón de una capa superior, con mayor energía. Esa diferencia de energía entre niveles (característica del átomo) se transforma en radiación X característica, con una longitud de onda (energía) determinada.

• Lo anterior es responsable del espectro característico de rayos X y, por consiguiente, este espectro sólo depende del material utilizado como blanco. El espectro se podrá observar siempre y cuando la energía del electrón incidente sea suficiente para desalojar un electrón atómico de su respectiva capa.

BIBLOGRAFÍA

• GARCÍA, Mauricio. Introducción a la Física Moderna. Tercera Edición. Bogotá D.C.: Universidad Nacional de Colombia. 2006. 355 p.

• http://www.didactika.com/fisica/fisica_moderna/fisica_moderna_rayos_x.html [9/11/2008]

• www.xtal.iqfr.csic.es/.../parte_02.html [9/11/2008]