Rayos X ( Wilhelm Conrad Roentgen)

1. Wilhelm Conrad Roentgen Física de Ondas Jhader Cardozo Los rayos X Universidad de la Guajira Ingeniería Industrial Física de Ondas

2. ¿Qué son? Los rayos X son una radiación electromagnética de la misma naturaleza que las ondas de radio, las ondas de microondas, los rayos infrarrojos, la luz visible, los rayos ultravioleta y los  rayos gamma. La diferencia fundamental con los rayos gamma es su origen: los rayos gamma son radiaciones de origen nuclear que se producen por la desexcitación de un nucleón de un nivel excitado a otro de menor energía y en la desintegración de isótopos radiactivos, mientras que los  rayos X  surgen de fenómenos extranucleares , a nivel de la órbita electrónica, fundamentalmente producidos por desaceleración de electrones .

3. La historia de los rayos X comienza con los experimentos del científico británico William Crookes, que investigó en el siglo XIX los efectos de ciertos gases al aplicarles descargas de energía. Estos experimentos se desarrollaban en un tubo vacío, y electrodos para generar corrientes de alto voltaje. Él lo llamó tubo de Crookes. Pues bien, este tubo, al estar cerca de placas fotográficas, generaba en las mismas algunas imágenes borrosas. Pese al descubrimiento, Crookes no continuó investigando este efecto. Descubrimiento

4. Descubrimiento Nikola Tesla En 1887, comenzó a estudiar este efecto creado por medio de los tubos de Crookes . Una de las consecuencias de su investigación fue advertir a la comunidad científica el peligro para los organismos biológicos que supone la exposición a estas radiaciones.

5. ORIGEN El  18 de noviembre de 1895, un profesor de física llamado Wilhelm Conrad Roentgen estaba inclinado encima de su mesa de laboratorio en Wurzburg , Alemania. Él estaba investigando la fluorescencia de los rayos catódicos, pasando electricidad a través de tubos llenos de un gas raro, similar a nuestras bombillas fluorescentes.

6. De repente él notó una luz extraña que emanaba de una pantalla pequeña que estaba cerca de la mesa. ¡No se suponía que esto era parte del experimento! Fascinado con el nuevo fenómeno, él lo investigó día y noche durante siete semanas. Él vio el contorno de los huesos en su mano y entonces lo dirigió a la mano de su esposa.

7. . Roentgen comprendió que una "luz invisible" previamente desconocida estaba causando la fluorescencia y la imagen resultante (resultó ser una onda electromagnética con ¡una longitud de onda muy corta). ¿Por qué "X“ ? , en matemáticas indica una cantidad desconocida, él llamó al fenómeno un "Rayos X."

8. Wilhelm Röntgen Realizó experimentos con los tubos de Crookes y la bobina de Ruhmkorff . Observó que los rayos atravesaban grandes capas de papel e incluso metales menos densos que el plomo Estudió con gran rigor las características propiedades de estos nuevos y desconocidos rayos.

9. Pensó en fotografíar este fenómeno y entonces fue cuando hizo un nuevo descubrimiento: las placas fotográficas que tenía en su caja estaban veladas. Intuyó la acción de estos rayos sobre la emulsión fotográfica y se dedicó a comprobarlo. Wilhelm Röntgen

10. Se forman cuando los electrones van a gran velocidad y chocan con un blanco metálico. Parte de la energía cinética que llevan los electrones se transforma en fotones electromagnéticos, mientras que la otra parte se transforma en calor . Producción de los rayos X

11. Este tipo de radiación se denomina  Bremsstrahlung , o radiación de frenado’. Además, los átomos del material metálico emiten también rayos X monocromáticos, lo que se conoce como línea de emisión característica del material. Otra fuente de rayos X es la radiación sincrotrón emitida en aceleradores de partículas. Producción de los rayos X

12. GENERACIÓN DE LOS RAYOS X LA NATURALEZA DE LOS RAYOS X (longitud de onda) DEPENDE DEL METAL DEL ANODO Y DEL VOLTAJE APLICADO Envoltura de vidrio en la que se hace el vacio Un filamento incandescente (Cátodo) emite electrones Anodo (-) alto voltaje refrigerado Los electrones chocan con el ánodo y producen Rayos x Los electrones son acelerados mediante alta tensión Cuanto mayor es, la diferencia de potencial entre el cátodo y el ánodo es mayor, lo que provoca un incremento en la velocidad de los electrones, y una mayor penetración del fotón.

13. ESPECTRO ELECTROMAGNETICO Se denomina espectro electromagnético a la distribución energética del conjunto de las ondas electromagnéticas. El espectro electromagnético se extiende desde la radiación de menor longitud de onda, como los rayos gamma y lo rayos x, pasando por luz ultravioleta, la luz visible y los rayos infrarrojos, hasta las ondas electromagnéticas de mayor longitud de onda, como son las ondas de radio

14. Bandas del espectro electromagnético Se cree que el límite para la longitud de onda más pequeña posible es la longitud de planck mientras que el límite máximo sería del tamaño del universo aunque formalmente el espectro electromagnético es infinito y continuo El espectro electromagnético se divide en segmentos o bandas, aunque esta división es inexacta. Existen ondas que tienen una frecuencia, pero varios usos, por lo que algunas frecuencias pueden quedar en ocasiones incluidas en dos rangos

15. El espectro electromagnético es infinito y continuo

16. LOS RAYOS X EN EL ESPECTRO ELECTROMAGNETICO La longitud de onda de los rayos x varia entre 0.02 y 100 amstrongs . Para la investigacion mineralogica empleamos rayos x de 1 amstrong aproximadamente Baja frecuencia, larga longitud de onda, baja energia. Alta frecuencia, pequeña longitud de onda, alta energia. Radiación visible El poder energético de la radición electromagnética es inversamente proporcional a su longitud de onda Se incrementa la energía Rayos X Cuanto más rápido se mueven los electrones, más corta es la longitud de onda de la radiación. 

17. FORMULAS HF= KMAX = EV H = CONSTANTE DE PLANCH 6,626 X 10 Jul · seg F = Frecuencia de la onda Kmax = Energía cinética E = Carga del electrón 1,6 x 10 c V = Voltaje -34 -19

18. Espectro contínuo El espectro continuo, también llamado térmico o de cuerpo negro, es emitido por cualquier objeto que irradie calor (es decir, que tenga una temperatura distinta de cero absoluto = -273 grados Celsius). Cuando su luz es dispersada aparece una banda continua con algo de radiación a todas las longitudes de onda. Por ejemplo, cuando la luz del sol pasa através de un prisma, su luz se dispersa en los siete colores del arcoiris (donde cada color es una longitud de onda diferente).   Un espectro continuo en luz visible

19. PROPIEDADES DE LOS RAYOS X Primera radiografia de la historia : la mano de la esposa de Roentgen con el anillo de matrimonio -Se propagan en línea recta. -La velocidad de propagación es similar a la de la luz. -Ionizan el aire. -Impresionan las peliculas fotográficas. -Pueden atravesar materiales opacos a la luz.

20. NATURALEZA DE LOS RAYOS X LA GENERACIÓN DE RAYOS X SE INICIA A UN VALOR MINIMO DE VOLTAJE QUE DEPENDE DEL MATERIAL DEL ANODO Se produce el de rayos x: al aumentar el voltaje, la intensidad de todas las longitudes de onda aumenta y el valor de la logitud de onda mínima decrece. RADIACIÓN BLANCA ESPECTRO CONTINUO (Por analogia a la luz blanca que contiene todas las longitudes de onda) intensidad relativa longitud de onda (nm) Espectro continuo de rayos x

21. ESPECTRO CARACTERISTICO Cuando se supera un valor determinado del voltaje que depende del material del anodo, aparece el espectro caracteristico que se superpone al espectro continuo intensidad relativa longitud de onda (nm) Longitud de onda caracteristica (rayos x generados a partir de un ánodo de molibdeno a 35 kV Espectro continuo

22. Radiacion característica El restablecimiento energético del electrón anódico que se excitó, se lleva a cabo con emisión de rayos X con una frecuencia que corresponde exactamente al salto de energía concreto (cuántico) que necesita ese electrón para volver a su estado inicial. Estos rayos X tienen por tanto una longitud de onda concreta y se conocen. 

23. Utilidad en la actualidad. Médicas: Desde que  Röntgen  descubrió que los rayos X permiten captar estructuras óseas, se ha desarrollado la tecnología necesaria para su uso en medicina. La  radiología  es la especialidad médica que emplea la radiografía como ayuda de diagnóstico, en la práctica, el uso más extendido de los rayos X.

24. Los rayos X son especialmente útiles en la detección de enfermedades del esqueleto, aunque también se utilizan para diagnosticar enfermedades de los tejidos blandos, como la neumonía, cáncer de pulmón, edema pulmonar, abscesos.

25. Industria Radiografía en los materiales Son muy útiles para examinar objetos, por ejemplo piezas metálicas, sin destruirlos. Con este tipo de radiación es posible irradiar un material y, si internamente, este material presenta cambios internos considerables como para dejar pasar, o bien, retener dicha radiación, entonces es posible determinar la presencia de dichas irregularidades internas, simplemente midiendo o caracterizando la radiación incidente contra la radiación retenida o liberada por el material.

26. Muchos productos industriales se inspeccionan de forma rutinaria mediante rayos X, para que las unidades defectuosas puedan eliminarse en el lugar de producción. Existen además otras aplicaciones de los rayos  X - Identificación de gemas falsas Detección de mercancías de contrabando en las aduanas Detección de objetos peligrosos en los equipajes. Los rayos X ultra blandos se emplean para determinar la autenticidad de obras de arte y para restaurar cuadros

27. GRACIAS!