Download - Rayos X ( Wilhelm Conrad Roentgen)
Wilhelm Conrad Roentgen
Física de Ondas Jhader Cardozo
Universidad de la Guajira Ingeniería Industrial
Física de Ondas
Los rayos X son una radiación electromagnética de la mismanaturaleza que las ondas de radio, las ondas de microondas,los rayos infrarrojos, la luz visible, los rayos ultravioleta ylos rayos gamma. La diferencia fundamental con los rayosgamma es su origen: los rayos gamma son radiaciones deorigen nuclear que se producen por la desexcitación deun nucleón de un nivel excitado a otro de menor energía y enla desintegración de isótopos radiactivos, mientras quelos rayos X surgen de fenómenos extranucleares, a nivel de laórbita electrónica, fundamentalmente producidos pordesaceleración de electrones.
La historia de los rayos X comienza con los experimentos del científico británico William Crookes, que investigó en el siglo XIX los efectos de ciertos gases al aplicarles descargas de energía. Estos experimentos se desarrollaban en un tubo vacío, y electrodos para generar corrientes de alto voltaje. Él lo llamó tubo de Crookes. Pues bien, este tubo, al estar cerca de placas fotográficas, generaba en las mismas algunas imágenes borrosas. Pese al descubrimiento, Crookes no continuó investigando este efecto.
DESCUBRIMIENTO
DESCUBRIMIENTO
Nikola Tesla
En 1887, comenzó a estudiar este efecto creado por mediode los tubos de Crookes. Una de las consecuencias de suinvestigación fue advertir a la comunidad científica elpeligro para los organismos biológicos que supone laexposición a estas radiaciones.
El 18 de noviembre de 1895, un
profesor de física llamado Wilhelm
Conrad Roentgen estaba inclinado
encima de su mesa de laboratorio en
Wurzburg, Alemania. Él estaba
investigando la fluorescencia de los
rayos catódicos, pasando electricidad a
través de tubos llenos de un gas raro,
similar a nuestras bombillas
fluorescentes.
De repente él notó una luz extraña
que emanaba de una pantalla
pequeña que estaba cerca de la
mesa. ¡No se suponía que esto era
parte del experimento!
Fascinado con el nuevo fenómeno, él
lo investigó día y noche durante siete
semanas. Él vio el contorno de los
huesos en su mano y entonces lo
dirigió a la mano de su esposa.
. Roentgen comprendió que una "luz
invisible" previamente desconocida
estaba causando la fluorescencia y
la imagen resultante (resultó ser una
onda electromagnética con ¡una
longitud de onda muy corta). ¿Por
qué "X“ ? ,
en matemáticas indica una cantidad
desconocida, él llamó al fenómeno
un "Rayos X."
Wilhelm Röntgen
Realizó experimentos con los tubos de
Crookes y la bobina de Ruhmkorff.
Observó que los rayos atravesaban
grandes capas de papel e incluso metales
menos densos que el plomo
Estudió con gran rigor las características
propiedades de estos nuevos y
desconocidos rayos.
Pensó en fotografíar este fenómeno y entonces fue cuandohizo un nuevo descubrimiento: las placas fotográficas quetenía en su caja estaban veladas. Intuyó la acción de estosrayos sobre la emulsión fotográfica y se dedicó acomprobarlo.
WILHELM RÖNTGEN
Se forman cuando los electrones van a gran
velocidad y chocan con un blanco metálico. Parte
de la energía cinética que llevan los electrones
se transforma en fotones electromagnéticos,
mientras que la otra parte se transforma en calor.
Este tipo de radiación se
denomina Bremsstrahlung, o radiación de frenado’.
Además, los átomos del material metálico emiten
también rayos X monocromáticos, lo que se
conoce como línea de emisión característica del
material. Otra fuente de rayos X es la radiación
sincrotrón emitida en aceleradores de partículas.
Cuanto mayor es, la diferencia de potencialentre el cátodo y el ánodo es mayor, lo queprovoca un incremento en la velocidad delos electrones, y una mayor penetración delfotón.
ESPECTRO ELECTROMAGNETICO
Se denomina espectro electromagnético ala distribución energética del conjunto delas ondas electromagnéticas.
El espectro electromagnético se extiendedesde la radiación de menor longitud deonda, como los rayos gamma y lo rayos x,pasando por luz ultravioleta, la luz visible ylos rayos infrarrojos, hasta las ondaselectromagnéticas de mayor longitud deonda, como son las ondas de radio
BANDAS DEL ESPECTRO
ELECTROMAGNÉTICO
Se cree que el límite para la longitud de onda más pequeña posible es
la longitud de planck mientras que el límite máximo sería del tamaño
del universo aunque formalmente el espectro electromagnético es
infinito y continuo
El espectro electromagnético se divide en segmentos o bandas,
aunque esta división es inexacta. Existen ondas que tienen una
frecuencia, pero varios usos, por lo que algunas frecuencias pueden
quedar en ocasiones incluidas en dos rangos
El espectro electromagnético es infinito y continuo
Radiación visibleS
e in
cre
me
nta
la e
ne
rgía
Cuanto más rápido
se mueven los
electrones, más corta
es la longitud de
onda de la radiación.
-34
-19
El espectro continuo, también llamado térmico o de cuerpo negro, es
emitido por cualquier objeto que irradie calor (es decir, que tenga una
temperatura distinta de cero absoluto = -273 grados Celsius). Cuando su
luz es dispersada aparece una banda continua con algo de radiación a
todas las longitudes de onda. Por ejemplo, cuando la luz del sol pasa
através de un prisma, su luz se dispersa en los siete colores del arcoiris
(donde cada color es una longitud de onda diferente).
Un espectro continuo en luz visible
-Se propagan en línea recta.
-La velocidad de propagación es similar
a la de la luz.
-Ionizan el aire.
-Impresionan las peliculas fotográficas.
-Pueden atravesar materiales opacos a la luz.
El restablecimiento energético del electrón anódico que se excitó, se
lleva a cabo con emisión de rayos X con una frecuencia que
corresponde exactamente al salto de energía concreto (cuántico) que
necesita ese electrón para volver a su estado inicial. Estos rayos X
tienen por tanto una longitud de onda concreta y se conocen.
Médicas:
Desde que Röntgen descubrió que los rayos X
permiten captar estructuras óseas, se ha
desarrollado la tecnología necesaria para su uso
en medicina.
La radiología es la especialidad médica que
emplea la radiografía como ayuda de diagnóstico,
en la práctica, el uso más extendido de los rayos
X.
Los rayos X son especialmente
útiles en la detección
de enfermedades del esqueleto,
aunque también se utilizan para
diagnosticar enfermedades de
los tejidos blandos, como la
neumonía, cáncer de
pulmón, edema
pulmonar, abscesos.
Industria Radiografía en los materiales
Son muy útiles para examinar objetos, porejemplo piezas metálicas, sin destruirlos. Coneste tipo de radiación es posible irradiar unmaterial y, si internamente, este materialpresenta cambios internos considerables comopara dejar pasar, o bien, retener dicha radiación,entonces es posible determinar la presencia dedichas irregularidades internas, simplementemidiendo o caracterizando la radiación incidentecontra la radiación retenida o liberada por elmaterial.
Muchos productos industriales se inspeccionan de forma rutinaria mediante rayos X, para que las unidades defectuosas puedan eliminarse en el lugar de producción.
Existen además otras aplicaciones de los rayos X-Identificación de gemas falsas -Detección de mercancías de contrabando en las aduanas-Detección de objetos peligrosos en los equipajes. -Los rayos X ultra blandos se emplean para determinar la autenticidad de obras de arte y para restaurar cuadros
