الفيزياء والفلك > فيزياء
سلسلة الأشعّة الكهرومغناطيسية. 7- الأشعة السينيّة X-rays.
الأمواج السينيّة (X-Ray) وتدعى أيضًا بأمواج رونتجن Röntgen، هي أمواج الفئة السادسة من الطيف الكهرومغناطيسي، تبدأ عند النهاية العليا من الأمواج فوق البنفسجية، تتراوح تواتراتها ما بين 0,03 إلى 47,9 EHz*، وأطوال موجتها ما بين 0,01 إلى 6,26 pm*.
اكتشافها
أول من اكتشفها هو العالم الألماني فيليلم كونراد روتنجن Wilhelm Conrad Röntgen في العام 1895، حين كان يقوم بتجاربه على أنبوب الأشعة المهبطية، فأفرغ الأنبوب من الهواء، ومن ثم ملأه بغازٍ خاص. طبَّق بعد ذلك توترًا عاليًا على الأنبوب، فبدأ الأنبوب بالتوهج. عمل رونتجن على تغطية الأنبوب بورقةٍ سوداء سميكة، ليجد بعد ذلك أن شاشةً موضوعةً على بعد بضعة أمتار بدأت بالتوهج بلونٍ أخضر. عرف رونتجن أنه اكتشف نوعًا جديدًا من الأشعة، ولم يعلم أي اسم يطلق عليها، فسماها الأشعة السينية X-Ray، بسبب استخدام الرمز X في الرياضيات للدلالة على المجهول.
تنقسم أشعة إلى قسمين رئيسيين، وفق الجدول التالي:
-التصوير بالأشعة السينيّة:
كثيراً ما نجد في المستشفيات غرفةً خاصةً للتصوير بالأشعة. مبدأ التصوير هو أننا نسلط شعاعًا ذا طاقةٍ عاليةٍ على جسمٍ ما. يخترق ذلك الشعاع الجسمَ ليخرج من الطرف الآخر، حيث توضع ورقة عليها مادة تتأثر بالأشعة السينية فتسود، وهذا ما يُشكِّل الصورة. أثناء مرور الشعاع عبر الجسم، تمتص بعض أقسامه جزءًا من طاقة الإشعاع. فمثلًا عند تمرير الشعاع عبر جسم الإنسان، فإن العظام تمتص الشعاع بكمياتٍ أكبر من الجلد، لذلك، عندما يخرج الشعاع من الطرف الآخر، نجد على الورقة أماكن مضيئة وأخرى مظلمة. تُمثِّل الأماكن المظلمة أشكال الأجسام التي امتصت الشعاع بشكل كبير (أي العظام في حالة جسم الإنسان)، أما الأماكن المضيئة فهي أشكال الأجسام التي امتصت الشعاع بقدرٍ أقل (مثال الجلد في حالة جسم الإنسان).
-خطر الأشعة السينيّة:
تمتلك الأشعة السينية طاقةً عاليةً، مما يجعلها خطرةً على صحة الإنسان إذا ما تم التعرض لجرعاتٍ كبيرةٍ منها. تُستخدم الأشعة السينية اللينة في التصوير الشعاعي لجسم الإنسان، كونها ذات طاقةٍ أقل. أما الأشعة السينية القاسية فهي ذات طاقةً أعلى بكثير من الأشعة اللينة، ولذلك فإن خطرها أشد على صحة الإنسان. فهي قادرةٌ على قتل الخلايا البشرية وتأيينها، لذلك فإنها تُستعمل في الجلسات العلاجية، كعلاج السرطان.
يعني امتلاك الأشعة السينية طاقةً عاليةً جدًا أنها لا تصدر إلا عن الأجسام الساخنة جدًا، التي قد تصل درجة حرارتها إلى ملايين الدرجات المئوية، أو حتى إلى عشرة ملايين درجة مئوية كما في حالة بقايا المستعرات العظمى (SuperNovae)*، البنَّاضات (Pulsars).
-أهمية الأشعة السينيّة في علم الفلك:
إن مراصد الأشعة السينية يجب أن تكون موضوعةٌ فوق غلاف الكرة الأرضية، والسبب أن الغلاف الجوي للكرة الأرضية يمتص الأشعة السينيّة ويحول دون وصولها الأرض، لكنها تُسبب حدوث الشفق القطبي.
أسهمت الأشعة السينيّة في العديد من الاكتشافات الفلكية، حيث أن أول صورة تم التقطاها بالأشعة السينية كانت 1963، كانت الصورة لغلاف الشّمس الجوي العلوي، كما أن الأشعة السينية تساعدنا على اكتشاف الثقوب السوداء من حولنا، ففي بدايات سبعينيات القرن العشرين، قام المقراب (التلسكوب) التابع لناسا بتحسس وجود ثقوبٍ سوداءَ ونجومٍ نيوترونيةٍ شديدةِ الكثافة، تقوم بجذب موادَّ من نجومٍ مرافقة، عن طريق رصد إصدارها للأشعة السينية.
(صورة للشمس بالأشعة السينيّة).
*pm البيكو متر، هو الجزء من ترليون متر، أي أن 1 ترليون بيكو متر = 1 متر
*EHz الإكسا هيرتز تساوي 10 مرفوعة للقوة 18 (أي واحد وبجانبها 18 صفرًا) هرتز.
SuperNovae المستعرات العظمى، يمكنك التعرف عليها عبر الرابط: هنا
المصادر: