¿Por qué los rayos X atraviesan las cosas?
CognisMantis
Siempre escuché que cuanto más pequeña es la longitud de onda, más interacciones tienen lugar. El cielo es azul porque la luz azul se dispersa. Entonces, ¿por qué esto no es cierto para los rayos X, que atraviesan los objetos con tanta facilidad que a menudo necesitamos usar plomo para absorberlos?
Respuestas (2)
ingeniero
Debe distinguir qué interacciones tienen lugar cuando la radiación electromagnética pasa a través de un sólido e interactúa con él.
Hay un buen gráfico en Wikipedia que muestra la respuesta dieléctrica de los sólidos para diferentes longitudes de onda/frecuencias.
Básicamente, a medida que la frecuencia aumenta, la longitud de onda se vuelve más corta y las moléculas o átomos ya no pueden seguir la fuerza impulsora que transfiere la onda electromagnética. Por lo tanto, en esta imagen, la parte real del índice de refracción va a , mientras que la parte imaginaria, que conduce a pérdidas ópticas o absorción, va a .
UH oh
ana v
La luz está compuesta por un gran conjunto de fotones, y los fotones son partículas elementales mecánicas cuánticas. La materia está compuesta de átomos y moléculas, que tienen pequeñas dimensiones y están en el rango de la mecánica cuántica.
El "tamaño de la región de interacción" de la mecánica cuántica viene dado por la relación de incertidumbre de Heisenberg. Aunque un fotón es una partícula elemental de masa cero, tiene un momento dado por
A medida que la onda electromagnética incide sobre un sólido, cada fotón individual interactuará/se dispersará con un átomo o molécula en su camino.
El principio de incertidumbre de Heisenberg dice que si el fotón tiene momento p
su posición x es incierta por un volumen acotado por el HUP.
La incertidumbre en la posición del fotón es inversamente proporcional a la longitud de onda. Si es grande, el fotón tiene la probabilidad de existir en una dimensión x grande para que se cumpla el HUP.
Uno puede pensar en el volumen definido por el HUP como la medida de cuán "grande" es el fotón. Cuanto menor sea la longitud de onda, más "puntuales" serán las interacciones del fotón.
Para frecuencias ópticas, grandes s, esta distancia está compuesta por una gran cantidad de átomos y moléculas en su camino, y la probabilidad de que el fotón, y por lo tanto la onda electromagnética formada por los fotones, interactúe, es prácticamente 1.
Para radiografías el (límite HUP) se vuelve más pequeño que las distancias entre las distancias de la red de átomos y moléculas, y el fotón interactuará solo si los encuentra en su camino, porque la mayor parte del volumen está vacío de objetivos para las longitudes de onda de rayos X del fotón.
velut luna
ana v
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