제 3장 방사선 물리

1. 방사선 기초이론

X-선과 r-선의 본질적인 특성은 동일하지만 r-선은 원자핵이 분열하거나 붕괴시 핵 내의 잉여에너지가
전자파의 형태로 방출되는 것이고, X-선은 전자를 가속시켜 표적(Target)에 충돌시킬 때 에너지의 일부가
전자파의 형태로 방출되는 것이다.

이처럼 파장이 짧은 전자파는 파동(波動)으로서의 성질을 지님과 동시에 광양자(光量子)라고 하는 입자적인
성질을 갖는 이중성을 나타낸다.

X-선 또는 r-선과 같은 방사선을 파동으로 간주할 때 에너지를 E, 파장을 λ, 진동수를 f라 하고 광양자로 간주할 때 질량을 m으로 나타내면

               가 된다.

여기서 h는 plank 상수이며 C는 빛의 속도이다.

즉, 위의 (1)식에서 살펴보면 에너지는 진동수의 크기에 비례하고 식(2)에서 보면 빛의 속도는 일정하므로 에너지는 질량의 크기에 비례함을 알 수 있다.

즉, 에너지는 파동의 성질과 입자의 성질은 가지고 있음을 알 수 있고 또한 질량과 파동은 서로 이중성이 있음을 알 수 있다.

또한 X-선 또는 r-선의 속도는 빛의 속도와 동일하므로  C= fⅹλ (3)이고 이를 식(1)에 적용하면
                                       (4) 가 되므로

여기서 파장(λ)의 단위를 로 나타내고, 에너지(E)의 단위를 표시하면
                                     (5) 가 된다.

이상에서 살펴보면 에너지가 커질수록 진동수는 커지고, 파장은 짧아짐을 알 수 있다.
 
 관전압이 100KV일 때 생성되는 X-선의 최단 파장은?  
0.124mm    0.124Å

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