宇煙ZHB2018-05-26 16:48:26

很多人都知道，X射線是倫琴於1895年發現的。正是由於這一發現，他獲得了1901年的諾貝爾物理學獎。但很多人可能並不知道倫琴是如何發現X射線的。某種程度上說，倫琴發現X射線也是科學史上眾多巧合中的一個。1895年的冬天，倫琴在暗室裡做陰極射線管的實驗。為了避免紫外線與可見光的影響，他在陰極射線管外面包了一層黑色紙板。他意外發現，在一段距離之外的熒光屏山出現了微弱的熒光。後來他證實了這種熒光來自於陰極射線管，但不是陰極射線本身。他後來又做了一系列實驗，發展這種射線同樣以直線前進，不容易被反射或折射，而且具有很高的穿透性，他甚至利用這種射線拍下了他夫人的手指骨的照片。正是由於這種射線的神秘性，倫琴給這種射線起了一個名字叫X射線。

倫琴夫人手指的X光照片

現在我們知道，X射線是一種電磁波，是電磁波譜中的一部分。根據倫琴當時的實驗，他之所以能獲得X射線，就是因為它的實驗產生了一種輻射，即X射線的產生機制之一，韌致輻射。

電子受原子核吸引時彎曲，從而產生了韌致輻射

韌致輻射（bremsstrahlung）也叫剎車輻射

，所以大家可以想象出來這種輻射跟減速有關。具體是什麼東西的減速呢？在倫琴的實驗中就是電子，更普遍地說應該是帶電粒子。根據經典電動力學的知識，帶電粒子在加速或減速過程中必然伴隨著輻射。如果帶電粒子與原子或原子核相撞，速度必然驟減，由此過程伴隨著的輻射就是韌致輻射 ，這種輻射便會產生X射線。

韌致輻射的強度正比於靶材電荷的平方，反比於入射帶電粒子質量的平方。因此，如果如何粒子是質子等重粒子，韌致輻射幾乎可以忽略。韌致輻射產生的是連續譜，在醫學和工業上應用很多。一般的X射線管內的靶材是鎢靶，因為它的原子序數大，核電荷大，輸出的X射線能量高。

與發射連續譜的韌致輻射相對的是X射線特徵發射譜線，這種特徵譜線由內殼層電子的躍遷所引起。這種X射線具有特徵波長，位置與外加電壓無關。各個元素的特徵X譜線具有相似的結構，但是能量值各不相同。正如人的指紋一樣，特徵X射線被稱為是元素的指紋。

常見陽極材料的X射線特徵譜線