Луч с энергией 1 МэВ достигает ширины запрещенной зоны в 2 эВ: пытаемся понять рентгеновские лучи

Я пытаюсь понять, почему радиоволны проходят через человеческое тело, свет — нет, а рентгеновские лучи все же проходят.

Я мысленно представляю, что радиоволны не дают достаточно энергии и не возбуждают какие-либо интересные моды материала, с которым они сталкиваются. Это контрастирует с фотонным возбуждением и связанным с ним рассеянием, которое я представляю, когда луч света попадает на материал.

Я смущен, почему этого не происходит для рентгеновских лучей? Я имею в виду, что они выходят с другого конца, поэтому я предполагаю, что у них довольно хорошая передача через мягкие ткани.

Конечно, 1 МэВ достаточно, чтобы возбудить запрещенную зону в человеческом теле, что, в свою очередь, должно привести к поглощению всех рентгеновских лучей?

Ответы (1)

Я пытаюсь понять, почему радиоволны проходят через человеческое тело, свет — нет, а рентгеновские лучи все же проходят.

Вы знакомы с квантовой механикой? Свет взаимодействует с материей на микроскопическом уровне, где царит квантовая механика.

Я мысленно представляю, что радиоволны не дают достаточно энергии и не возбуждают какие-либо интересные моды материала, с которым они сталкиваются. Это контрастирует с фотонным возбуждением и связанным с ним рассеянием, которое я представляю, когда луч света попадает на материал.

Квант означает «определенное количество» энергии. Каждый фотон, сталкивающийся с материей, имеет определенное количество энергии, которое при полном поглощении должно отдаваться как «квант», все вместе. Фотоны радиоволн не находят соответствующих точных рецепторов энергии, когда они сталкиваются с большинством материалов, за исключением металлов, где они это делают, поэтому у нас может быть экранирование и плохой прием, когда вмешивается металл.

Я смущен, почему этого не происходит для рентгеновских лучей? Я имею в виду, что они выходят с другого конца, поэтому я предполагаю, что у них довольно хорошая передача через мягкие ткани.

Конечно, 1 МэВ достаточно, чтобы возбудить запрещенную зону в человеческом теле, что, в свою очередь, должно привести к поглощению всех рентгеновских лучей?

Как я объяснил выше, один мэв должен быть поглощен за один раз, и это уровни ядерной энергии, а не электронные уровни в атомах. Ядра экранированы окружающими их электронами и по этой причине не видны фотонам. Таким образом, большинство рентгеновских лучей проходят через большинство материалов, если они не слишком толстые:

Когда путь в материи длинный, могут иметь место другие взаимодействия фотонов, такие как комптоновское и комбинационное рассеяние, которые ухудшают энергию фотонов, даже радиочастот, и после больших расстояний ослабляют лучи.