第一章　X射线物理学基础

第一节　X射线的发现与产生

一、X射线的发现

1895年11月8日，当德国物理学家威廉·康拉德·伦琴（Wilhelm·Conrad·Röntgen）（图1-1-1）用一个高真空玻璃管和一台能产生高压的小型机器做实验时，发现了X射线。为此，伦琴于1901年被授予诺贝尔物理学奖（图1-1-2）。

图1-1-1　德国物理学家威廉·康拉德·伦琴

图1-1-2　伦琴被授予的诺贝尔物理学奖证书

当他被问及观察到荧光的感想时，伦琴回答说：“我什么也没想，只是去调查研究。”为了区别于其他射线，伦琴提议将自己发现的射线命名为X射线，即未知的射线。

第一张X射线照片是伦琴说服自己的夫人作为志愿者，于1895年12月22日拍摄的手的照片。

伦琴于1923年2月10日逝世。

二、X射线的产生

X射线的产生是能量转换的结果。当X射线管两极间加有高电压时，阴极灯丝发散出的电子就获得了能量，以高速运动冲向阳极。由于阳极的阻止，使电子骤然减速，99%以上的动能产生热量，不到1%的动能转换为X射线。

X射线产生必须具备以下三个条件：

电子源：X射线管灯丝通过电流加热后发散出电子，这些电子在灯丝周围形成空间电荷，即电子云（图1-1-3A）。

高速电子的产生：灯丝发散出来的电子能以高速冲击阳极，其间必须具备两个条件，一是在X射线管的阴极和阳极之间施以高电压，两极间的电位差使电子向阳极加速；二是为防止电子与空气分子撞击而衰减，X射线管必须是高真空（图1-1-3B）。

电子的骤然减速：高速电子的骤然减速是阳极阻止的结果。电子撞击阳极的范围称靶面，靶面一般用高原子序数、高熔点的钨制成。阳极作用有两个，一是阻止高速电子产生X射线；二是形成高压电路的回路（图1-1-3C）。

图1-1-3　X射线产生的示意图

A.电子源；B.高速电子的产生；C.电子的骤然减速。