Un rayo de 1MeV golpea una brecha de banda de 2eV: tratando de entender los rayos X

Estoy tratando de entender por qué las ondas de radio pasan por el cuerpo humano, la luz no, pero los rayos X aún pasan.

En mi mente me imagino que las ondas de radio no suministran suficiente energía y no excitan ningún modo interesante del material que golpean. Esto contrasta con la excitación de fotones y la dispersión asociada que imagino cuando un haz de luz golpea un material.

Estoy confundido en cuanto a por qué esto no sucede con las radiografías. Me refiero a que salen por el otro extremo, así que asumo que tienen una transmisión bastante buena a través del tejido blando.

Ciertamente, el 1MeV es suficiente para excitar las bandas prohibidas en el cuerpo humano que, a su vez, deberían causar que todos los rayos X sean absorbidos.

Respuestas (1)

Estoy tratando de entender por qué las ondas de radio pasan por el cuerpo humano, la luz no, pero los rayos X aún pasan.

¿Conoces la mecánica cuántica? La luz interactúa con la materia a nivel microscópico donde reina la mecánica cuántica.

En mi mente me imagino que las ondas de radio no suministran suficiente energía y no excitan ningún modo interesante del material que golpean. Esto contrasta con la excitación de fotones y la dispersión asociada que imagino cuando un haz de luz golpea un material.

Quantum significa "una cantidad específica" de energía. Cada fotón que golpea la materia tiene una cantidad específica de energía que, cuando se absorbe por completo, tiene que ceder como un "cuántico", todo junto. Los fotones de ondas de radio no encuentran receptores de energía exactos correspondientes cuando golpean la mayoría de los materiales, excepto los metales, donde lo hacen, así es como podemos tener blindaje y mala recepción, cuando interviene el metal.

Estoy confundido en cuanto a por qué esto no sucede con las radiografías. Me refiero a que salen por el otro extremo, así que asumo que tienen una transmisión bastante buena a través del tejido blando.

Ciertamente, el 1MeV es suficiente para excitar las bandas prohibidas en el cuerpo humano que, a su vez, deberían causar que todos los rayos X sean absorbidos.

Como expliqué anteriormente, ese mev tiene que ser absorbido en una dispersión y eso son niveles de energía nuclear, no niveles electrónicos en los átomos. Los núcleos están protegidos por los electrones que los rodean y, por esa razón, los fotones no los ven. Por lo tanto, la mayoría de los rayos X atravesarán la mayoría de los materiales si no son demasiado gruesos:

Cuando el camino en la materia es largo, pueden tener lugar otras interacciones de los fotones, como las dispersiones compton y raman que degradarán la energía de los fotones, incluso de las radiofrecuencias, y después de largas distancias atenuarán los haces.