המודל הדואלי של האור

קרינת X

בחלק הקודם הצגנו את הספקטרום המלא של הגלים האלקטרומגנטיים הכולל בין היתר גם את קרינת X. ספקטרום הגלים לא התגלה ונבנה ביום אחד, אלא במשך עשרות שנים של מחקר בתחום סוגי קרינה שונים עד להבנה שכל סוגי הקרינות הם תופעות גליות השייכות כולן לתחום הגלים האלקטרומגנטיים.

קיומה של קרינת X התגלה בשנת 1895 על-ידי איש המדע הגרמני וילהלם רנטגן. רנטגן גילה כי לקרינה זו יש תכונה הדומה לקרינת האור הנראה. גם קרינת X וגם קרינת האור הנראה נעים בקו ישר. אך, כך הוא מצא, שלקרינת X יש כושר חדירה גדול יותר מאשר לקרינת האור הנראה.

קרינת X יכולה לחדור דרך חומר אטום, מה שקרינת האור הנראה אינה מסוגלת לעשות. בעזרת קרינה זו ניתן לצלם ולראות את פנים הגוף ולתת אבחנה רפואית לגבי מבנה העצמות ואף של איברים פנימיים. רנטגן הבין כי בתכונה זו יכולת שימושית בתחום הרפואה, אך הוא לא פיתח כיוון זה ולא תבע זכויות פטנט על שימוש בה. עוד על גילוי קרינת X הנקראת גם קרינת רנטגן על שם האיש שגילה אותה ניתן לקרוא בפרק מיוחד הדן בתגלית זו באתר זה.

כמו לגבי האור הנראה גם לגבי קרינת X לא הייתה הסכמה באם זו תופעה גלית או תופעה חלקיקית. אך בשנת 1912 התגלתה תכונת גלית נוספת ומשמעותית יותר של קרינת X – תכונת השבירה. גילוי תכונת השבירה בקרינת X הביא להכרה הכללית בה כתופעת גלית. בשנים הבאות שלאחר-מכן התגלו תכונות נוספות של קרינת X שנמצאו כבר באור הנראה ושאותן ניתן לייחס רק לתופעה גלית: החזרה, קיטוב, פיזור ועוד.

אם כך נמצא אפוא שלקרינת X תכונות גליות המשותפות גם לקרינת האור הנראה. אולם בשונה מהאור הנראה יש לקרינת X אורך גל קצר יותר. אורך הגל הקצר שיש לקרינת X הוא זה המקנה לה את תכונת החדירות הגבוהה שציינו קודם בהזכירנו את השימוש בה בענף הרפואה. אורך הגל הקצר גם מקנה לה אנרגטיות גבוהה (בהמשך נלמד על הקשר בין האנרגיה של הגל לתכונת אורך שלו).

האנרגטיות הגבוהה של קרינה זו מסוכנת מבחינה בריאותית. כמות האנרגיה שהגוף סופג מקרינה זו יכול להגיע לכמות האנרגיה השווה לחשיפה לקרינת שמש במשך מספר חודשים, כשמדובר בצילום בטן למשל, או אף במספר שנים כשמדובר בהדמיית סיטי או בצנתור לב.

ספיגת כמות אנרגיה כה רבה בזמן קצר מאוד עלולה לפגוע בתא החי, לשנות את מבנה ה- DNA שבו ולגרום לשורה של מחלות ביניהן מחלת הסרטן.

אותה תכונה של חדירות גבוהה מתאימה באופן מיוחד לא רק לענף הרפואה. למשל, בתחום הביטחון ניתן להשתמש בקרינת X לבדיקת התכולה של תיקים ושל כל חפץ אטום. בענף הפיזיקה משמשת קרינת X בחקר מבנה החומר ואכן כפי שנראה בהמשך בניסויים רבים של מבנה החומר נעשה שימוש בסוג קרינה חשוב ושימושי זה.

[לפרק הקודם | לפרק הבא]

[ עמוד ראשי - קרינה וחומר | קרינה וחומר - המודל הדואלי של האור : קרינת X | קרינת גוף שחור | חידת הקטסטרופה של האולטרא-סגול | קבוע פלאנק וקוונטת אנרגיה | חידת האפקט הפוטואלקטרי | פתרון האפקט הפוטואלקטרי | אפקט קומפטון | המודל הדואלי של קרינה אלקטרומגנטית | סיכום ]