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2021年09月26日 08:40:29
早期,生活中出现意外我们可能会摔伤我们的大腿,胳膊,去医院就医的时候,大夫一般都会让我们拍一个x光片,这里的x光片就是我们所说的x射线。
曾经有人说,物理学的应用在社会中是无处不在,当时只是觉得这是一个比较夸张的说法,但是现在,随着社会的快速发展,对于物理学的认识应该是越来越广泛。今天针对CIEA-level物理的一个考点即医学成像进行解析,让我们来看看我们的物理对我们的影响究竟有多深远。
早期,生活中出现意外我们可能会摔伤我们的大腿,胳膊,去医院就医的时候,大夫一般都会让我们拍一个x光片,这里的x光片就是我们所说的x射线
X射线成像
X射线的本质是电磁辐射,是我们加速运动的电子突然减速所释放出的一种射线,这种射线一般由X射线机诸如DSA,CR,DR发射。这种射线我们人眼是看不到的,因为它的波长较短,在人眼能够接受的可见光的范围外,这种光的波长虽然短但是频率却很大,能够到达1016-1020Hz的范围,当它在进行传播时,能够将很大的能量释放出来,从而穿透我们身体的部分组织。肉眼虽然看部分X射线,但是当它照射某些物质,比如说磷,硫化锌,钨丝酸钙等,能够使这些物质的原子处于激发态,当它们回到基态时就能够发出荧光,那医学中透视用的荧光屏,X射线摄影用的增感屏,影像增强器的输入屏和输出屏都是利用荧光特性做成。
那么医院中X射线的人体成像究竟是如何呈现的呢?
当强度大致均匀的X射线投射到人体上的时候,X射线的一部分被吸收和散射,另一部分透过人体沿原方向传播,由于人体各种组织,器官在密度和厚度等方面存在差异,对投射在其上的X射线的吸收两个不相同,从而使透过人体的X射线强度分布发生变化,同时还可以携带人体信息,形成X射线信息影像。
那么对于CIE A-level物理考试的同学们,除了要注意上述关于X成像的原理外,还要注意一个比较特别的点,就是X-ray是会发生衰减的。
诚如上诉提及,当X射线穿越原子和分子时可以发生电离,X射线会被吸收,所以也存在衰减,那么衰减的情况是什么样子呢?在这里我们需要用一个计算式表达出来,即:
I=I0e-ux
其中I表示X射线的强度,I0表示初始更强的强度,e是一个常数,u称之为衰减系数,和材料的特性相关,x表示材料的厚度,我们用下面的图表示出这种特性。
通过这部分的分析,希望能够让同学们更容易理解关于X射线的一部分特性,希望对大家有所帮助。
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