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X선

X선은 파장이 짧은 빛이기 때문에 물질을 잘 투과한다. X선의 회절을 이용하여 물질의 구조를 결정하거나 조영제를 사용하여 인체 내부의 이상을 알아보는 등 응용 범위는 매우 넓다. 또 X선과 우라늄의 방사능의 발견이 도화선이 되어 20세기의 원자 물리학의 발전이 시작되었다.

X선의 발생과 성질

X선은 1895년 독일의 물리학자 뢴트겐이 크룩스관을 이용하여 기체의 방전 현상을 연구하고 있을 때, 방전관 옆에 검은 종이로 덮어놓은 사진 건판이 감광되어 있었다는 사실에서 우연히 발견되었다. 또 방전관에 수만 볼트 정도의 전압을 걸고 바륨염을 관 가까이 가져가면 형광이 발생한다는 것도 뢴트겐에 의해 확인되었다. 또 뢴트겐은 방전관 속에서 가속된 전자가 유리관 벽과 충돌해서 방출되는 투과력이 강한 정체 불명의 방사선을 잡아내어 이것을 X선이라 이름붙였다. X선은 뢴트겐선이라고도 불린다. X선은 전기장 속에서는 진로가 바뀌지 않는 사실에서 X선 자신은 전하를 가지고 있지 않는다는 것과 직진하는 성질이라는 것이 분명해졌다. 그 후에 X선은 파장이 짧은 전자기파라는 것이 확인되었다. X선의 파장의 한계는 분명하지 않으나, 보통 10－10m의 수백 배에서 수백만분의 1의 파장의 빛을 X선이라 부르고 있다. X선은 X선의 발생 방법에 따라 2가지 형으로 분류된다. 한 가지 형은 제동 방사에 따라 나오는 연속 X선으로서 전자가 원자나 원자핵에서 받는 쿨롱력에 의해 갑자기 진로가 바뀔 때에 발생하는 X선이다. 또 하나의 형은 특성 X선(고유 X선)으로서 원자 속의 깊은 에너지 준위에 있는 전자가 제외되었을 때, 그 공백을 메우려고 바깥쪽 궤도에서 전자가 이동할 때 발생하는 X선이다.

X선관

X線管 X선을 발생시키기 위한 진공관을 X선관이라 한다. X선관은 음극에서 튀어나온 전자를 플러스 전압이 걸린 양극(대음극)까지 달리게 하여 가속시켜서 에너지가 커진 전자를 양극판에 충돌시켜 X선을 발생케 하는 장치이다.

라우에의 반점

라우에법은 독일의 물리학자인 라우에가 1912년에 발명한 방법으로, X선에 의한 결정 구조의 해석법의 발단이 되었다 이 방법은 단결정의 작은 조각에 연속 X선의 가느다란 빔을 조사하여 결정의 뒤쪽에 나타나는 빔과 수직이 되는 면 안에 생기는 회절상을 사진으로 찍는 방법이다. 회절상에 나타나는 반점의 배치는 결정 구조에 의한 특유의 것으로서 라우에 반점이라 불리고 있다. 어떠한 방향으로 반점이 생기느냐 하는 문제는 각각의 격자면에 대해 브래그의 반사의 조건식에 의해 결정된다.