السلام عليكم جبت الشرح
تشابه الأشعة السينية X-ray الضوء المرئي فكليهما مكون من فوتونات تتحرك بشكل موجي حاملة طاقة كهرطيسية electromagnetic energy , لكن الفرق بين الأشعة السينية و أشعة الضوء المرئي هو مستوى الطاقة للفوتونات و الذي يعبر عنه بطول موجة الأشعة wavelength .
- إن العين البشرية حساسة لمجال معين من أطوال الأمواج تتراوح ضمنه الأشعة المرئية ,لكنها غير حساسة للأشعة السينية التي يكون طول موجتها أقل من الضوء المرئي و بالتالي طاقتها أعلى , كما أنها غير حساسة للأمواج الراديوية radio waves التي تتمتع بطول موجة أكبر من الضوء المرئي و بالتالي طاقة أقل .
- إن فوتونات الأشعة السينية كما فوتونات الضوء المرئي تنتج عن حركة الإلكترونات في الذرات , حيث تشغل هذه الالكترونات سويات طاقية مختلفة في مداراتها حول نواة الذرة , و عندما ينتقل الكترون من مداره إلى مدار ذي سوية طاقية أدنى فإنه يحرر طاقة على شكل فوتونات , تتوقف طاقة هذه الفوتونات على الفرق بين السويتين الطاقيتين الأولى و الثانية للإلكترون .
عندما يصدم الفوتون المنطلق ذرة أخرى تقوم هذه الذرة بامتصاص طاقة هذا الفوتون عن طريق نقل الكترون إلى سوية طاقية أعلى . لكي يحدث هذا يجب أن تكون السوية الطاقية للفوتون تساوي الفرق بين السويتين الطاقيتين للإلكترون .
عادة تقوم ذرات نسج الإنسان بامتصاص مختلف فوتونات الضوء المرئي , حيث أن السويات الطاقية لفوتونات الضوء المرئي تناسب الفروق المختلفة بين مواضع الإلكترونات في ذرات النسج . بينما لا تملك أمواج الراديو الطاقة الكافية لنقل الإلكترونات بين السويات الطاقية المختلفة للذرات , و بالتالي هي قادرة على اختراق مختلف الأجسام , و كذلك الحال أيضاً في الأشعة السينية لكن بفارق وحيد هو أن الأشعة السينية تملك طاقة عالية جداً.
تستطيع الأشعة السينية عندما تسقط على الذرات الصغيرة نسبياً أن تطرد الكترون من هذه الذرات , حيث تقوم بعض طاقة فوتون الأشعة السينية بفصل الكترون عن ذرته , بينما تقوم الطاقة المتبقية بدفع الإلكترون بعيداً عن ذرته فهي غالباً غير قادرة على امتصاص فوتونات الأشعة السينية . بينما تقوم الذرات الكبيرة نسبياً بامتصاص فوتون الأشعة السينية لأن هذه الذرات تملك فروق طاقية عالية بين مداراتها و تكون هذه الفروق مساوية تقريباً لطاقة فوتونات الأشعة السينية .
تتنوع النسج في جسم الإنسان فهي إما مكونة من ذرات صغيرة و بالتالي غير قادرة على امتصاص فوتونات الأشعة السينية , أو قد تكون كبيرة كذرات الكالسيوم calcium atoms التي تشكل البنية الأساسية للعظام و بالتالي هي قادرة على امتصاص فوتونات الأشعة السينية .
المبدأ المبسط لجهاز الأشعة السينية بشكل عام :
إن الجزء الأساسي في هذا الجهاز هو أنبوب الأشعة السينية الزجاجي و المفرغ من الهواء , و الحاوي على مهبط cathode هو عبارة عن خيط معدني رفيع يتم تسخينه بواسطة عبور تيار كهربائي فيه , حيث تقوم هذه الحرارة بطرد إلكترون من سطح المهبط . بينما يكون المصعد anode المشحون إيجاباً عبارة عن قرص مسطح من التنغستين tungsten
