รังสี เอกซเรย์

PHYSICR รังสีเอกซ์ x-rays จิรนันท์ มั่นใหญ่

คำนำ หนังสือเล่มนี้จัดทำขึ้นเพื่อประกอบการเรียนวิชาฟิสิกส์6 โดยมี จุดประสงค์เพื่อให้ผู้จัดทำมีความรู้ความเข้าใจในเรื่องรังสีเอกซ์ มากขึ้นตลอดจนการเผยแพร่ความรู้ให้กับบุคคลทั่วไปเพื่อนำไป ใช้ประโยชน์ ทั้งนี้เนื้อหาและแบบทดสอบได้มีการศึกษารวบรวมจากหนังสือ แบบเรียน อินเทอร์เน็ต ขอขอบคุณคุณครู อาจารย์และผู้มีส่วน ช่วยสนับสนุนให้หนังสือเล่มนี้สำเร็จด้วยดี จิรนันท์ มั่นใหญ่ ผู้จัดทำ

สารบัญ เรื่อง หน้ า รังสีเอกซ์ 1 การเกิดรังสีเอกซ์ 2 4 คุณสมบัติของรังสีเอกซ์ 4 โทษของรังสีเอกซ์ 5 6 ประโยชน์ของรังสีเอกซ์ 8 แบบฝึ กหัด เฉลยแบบฝึ กหัด

รังสีเอกซ์ 1 รังสีเอกซ์ รังสีเอกซ์ (X-ray หรือ Röntgen ray) เป็นรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า ที่มีความยาวคลื่นในช่วง 10 ถึง 0.01 นาโนเมตร ตรงกับความถี่ใน ช่วง 30 ถึง 30,000 เพตะเฮิรตซ์ (1015 เฮิรตซ์) ในเบื้องต้นมีการ ใช้รังสีเอกซ์สำหรับถ่ายภาพเพื่อการวินิจฉัยโรค และงานผลึกศาสตร์ (crystallography) รังสีเอกซ์เป็นการแผ่รังสีแบบแตกตัวเป็นไอออน และมีอันตรายต่อมนุษย์รังสีเอกซ์ค้นพบโดยวิลเฮล์มคอนราดเรินตเกน เมื่อ ค.ศ. 1895

รังสีเอกซ์ 2 การเกิดรังสีเอกซ์ ทฤษฎีอิเล็กตรอนสมัยปัจจุบันอธิบายถึงการเกิดรังสีเอกซ์ว่า ธาตุประกอบด้วยอะตอมจำนวนมากในอะตอมแต่ละตัวมีนิวเคลียส เป็นใจกลางและม อิเล็กตรอนวิ่งวนเป็นชั้น ๆ ธาตุเบาจะมีอิเล็กตรอนวิ่งวนอยู่น้อยชั้น และธาตุหนักจะมีอิเล็กตรอนวิ่งวนอยู่หลายชั้น เมื่ออะตอมธาตุหนักถูกยิงด้วยกระแสอิเล็กตรอนจะทำให้อิเล็กตรอนที่ อยู่ชั้นในถูกชนกระเด็นออกมาวิ่งวนอยู่รอบนอกซึ่งมีภาวะไม่เสถียรและ จะหลุดตกไปวิ่งวนอยู่ชั้นในอีก พร้อมกับปล่อยพลังงานออกในรูปรังสี ถ้าอิเล็กตรอนที่ยิงเข้าไปมีพลังงานมาก ก็จะเข้าไปชนอิเล็กตรอนในชั้น ลึกๆ ทำให้ได้รังสีที่มีพลังงานมาก เรียกว่า ฮาร์ดเอกซเรย์ (hard x-ray) ถ้าอิเล็กตรอนที่ใช้ยิงมีพลังงานน้อยเข้าไปได้ไม่ลึกนักจะให้รังสีที่เรียกว่า ซอฟต์เอกซเรย์ (soft x-ray)

รังสีเอกซ์ 3 การเกิดรังสีเอกซ์ กระบวนการเกิดหรือการผลิตรังสีเอกซ์ทั้งโดยฝีมือมนุษย์และใน ธรรมชาติ มีอยู่ 2 วิธีใหญ่ ๆ คือ 1.เป็นวิธีผลิตรังสีเอกซ์โดยการยิงลำอนุภาคอิเล็กตรอนใส่แผ่นโลหะ เช่น ทั้งสเตน อิเล็กตรอน ที่เป็นกระสุนจะวิงไปชนอิเล็กตรอนของ อะตอมโลหะที่เป็นเป้า ทำให้อิเล็กตรอนที่ถูกชนเปลี่ยนตำแหน่ง การ โคจรรอบนิวเคลียส เกิดตำแหน่งที่ว่างของอิเล็กตรอนในวงโคจรรอบ นิวเคลียสเดิม อิเล็กตรอนตัวอื่นที่อยู่ใตำแหน่งวงโคจรมีพลังงานสูงกว่า จะกระโดดเข้าไปแทนที่ของอิเล็กตรอนเดิมแล้วปล่อยพลังงานออกมา ในรูปของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าคือ รังสีเอกซ์ เครื่องฉายรังสีเอกซ์ที่ใช้งานกันทั่วไปในโรงพยาบาลและในโรงงาน อุตสาหกรรมล้วนเป็นเครื่องผลิต รังสีเอกซ์จากวิธีการนี้ 2.เป็นวิธีผลิต หรือ กำเนิดรังสีเอกซ์จากการเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มี ประจุไฟฟ้า เช่น อิเล็กตรอน โปรตอนหรืออะตอม อย่างมีความเร่ง คือ อนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าเหล่านี้เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงขึ้นแล้วก็เป็น ธรรมชาติของอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าเหล่านี้เอง ที่ต้องปล่อยพลังงาน ออกมาในรูปของ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า อย่างที่ไม่มีอะไรไปห้ามได้ ซึ่งถ้า คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ถูกปล่อยออกมามีความถี่สูงพอก็จะเป็นรังสีเอกซ์ กำเนิดรังสีเอกซ์วิธีนี้เป็นวิธีที่นักวิทยาศาสตร์ที่นิยมใช้ในการผลิตรังสี เอกซ์ในห้องทดลองวิทยาศาสตร์

รังสีเอกซ์ 4 คุณสมบัติของ รังสีเอกซ์ - มีอำนาจในการทะลุทะลวงสูง - ไม่เบี่ยงเบนในสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก - ทำให้ก๊าซหรืออากาศรอบๆแตกตัวเป็นไอออนได้ - ทำปฏิกิริยากับแผ่นฟิล์มถ่ายรูปเหมือนกับแสง โทษของ รังสีเอกซ์ - เมื่อร่างกายรับเข้าไปมากจะทำให้เซลล์ตาย หรือเสื่อมคุณภาพ - อาจทำให้เกิดโรคมะเร็งได้ - อาจทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในยีนมีผลต่อกรรมพันธ์

รังสีเอกซ์ 5 ประโยชน์ ของรังสีเอกซ์ 1. ทางด้านการแพทย์ ใช้ถ่ายภาพสำหรับทางการแพทย์อาทิการเอกซ์เรย์ปอดเพื่อ ตรวจหามะเร็งปอด การเอกซ์เรย์กระดูก เพื่อตรวจการหลุด การแตกหักของกระดูก การเอกซ์เรย์ร่างกายเพื่อตรวจหาตำแหน่งวัตถุ หรือโลหะ เป็นต้น 2. ทางด้านดาราศาสตร์ – ใช้เพื่อถ่ายภาพดาราจักรที่ตามนุษย์มองไม่เห็น 3. ทางด้านความมั่นคง และอากาศยาน –ใช้ถ่ายภาพเพื่อค้นหาวัตถุอันตรายวัตถุระเบิด ซึ่งใช้มากในสนามบินสำหรับตรวจสัมภาระของผู้โดยสาร 4. ทางด้านอุตสาหกรรม – ใช้ตรวจหาความหนาแน่นของวัตถุหรือโลหะ – ใช้ตรวจหารอยร้าวหรือรอยรั่วของชิ้นงาน – รังสีเอกซ์พลังงานต่ำที่มีความยาวคลื่นในช่วง 0.13-0.41 nm และให้พลังงานประมาณ 3.5-9 KeV ถูกนำมาใช้ในการแยกสารอินทรีย์ระเหย (Volatile Organic Compound) ออกจากไนโตรเจน

รังสีเอกซ์ 6 แบบฝึกหัด ตอนท ี่1 1.ผู้ค้นพบรังสีเอ็กซ์คือ ก.เฮิร์ตซ์ ข.ไอน์สไตน์ ค.เรินเกนท์ ง.เบคเคอเรล 2.เครื่องมือที่ใช้ทดลองแล้วทำให้พบรังสีเอกซ์เป็นครั้งแรกคือ ก.หลอดทีวี ข.หลอดรังสีคาโทด ค.หลอดโฟโตอิเล็กตริก ง.สารรังสี 3.ในการทดลองใช้หลอดรังสีเอกซ์พลังงานไฟฟ้าส่วนใหญ่จะกลายเป็นพลังงาน ก.รังสีเอกซ์ ข.แสง ค.ความร้อน ง.กล 4.รังสีเอกซ์มีคุณสมบัติในการ ก.ทำให้อากาศเกิดการแตกตัวเป็นประจุไฟฟ้าบวก ข.เบี่ยงเบนในสนามแม่เหล็ก ค.ทะลุทะลวงวัตถุได้มาก ง.ไม่มีประจุ, มีมวลเกือบเท่าอิเล็กตรอน

รังสีเอกซ์ 7 แบบฝึกหัด ตอนที่2 1.รังสีเอ็กซ์คืออะไร คำตอบ: 2. รังสีเอ็กซ์มีคุณสมบัติอย่างไร คำตอบ: 3.รังสีเอ็กซ์ทำให้เกิดขึ้นได้อย่างไร คำตอบ: 4.การเกิดรังสีเอ็กซ์เกิดจากกระบวนการอย่างไร คำตอบ: 5.สเปกตรัมของรังสีเอ็กซ์มีลักษณะอย่างไร คำตอบ:

รังสีเอกซ์ 8 เฉลย ตอนที่1 1.ค 2.ข 3.ค 4.ค ตอนที่2 1.เป็น รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า ที่มี ความยาวคลื่น ในช่วง 10 ถึง 0.01 นาโนเมตร ตรงกับ ความถี่ ในช่วง 30 ถึง 30,000 เพตะเฮิรตซ์ (10 15 เฮิรตซ์) 2. - มีอำนาจในการทะลุทะลวงสูง - ไม่เบี่ยงเบนในสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก - ทำให้ก๊าซหรืออากาศรอบๆแตกตัวเป็นไอออนได้ - ทำปฏิกิริยากับแผ่นฟิล์มถ่ายรูปเหมือนกับแสง

รังสีเอกซ์ 9 เฉลย ตอนที่2 3.เกิดขึ้นจากการเปลี่ยนสภาวะของระดับพลังงานของอะตอมจากระดับ พลังงานสูงไปสู่ระดับพลังงานต่ำ ซึ่งอาจเกิดขึ้นเองตามธรรมชาติจากการ สลายตัวของสารกัมมันตรังสี (Radioisotope) และที่มนุษย์ผลิตขึ้นจาก กลไกทางอิเล็กทรอนิกส์ 4.กระบวนการเกิดหรือการผลิตรังสีเอกซ์ทั้งโดยฝีมือมนุษย์และใน ธรรมชาติ มีอยู่ 2 วิธีใหญ่ ๆ คือ 1.เป็นวิธีผลิตรังสีเอกซ์โดยการยิงลำอนุภาคอิเล็กตรอนใส่แผ่นโลหะ เช่น ทั้งสเตน อิเล็กตรอน ที่เป็นกระสุนจะวิงไปชนอิเล็กตรอนของ อะตอมโลหะที่เป็นเป้า ทำให้อิเล็กตรอนที่ถูกชนเปลี่ยนตำแหน่ง การ โคจรรอบนิวเคลียส 2.เป็นวิธีผลิต หรือ กำเนิดรังสีเอกซ์จากการเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มี ประจุไฟฟ้า เช่น อิเล็กตรอน โปรตอนหรืออะตอม อย่างมีความเร่ง คือ อนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าเหล่านี้เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงขึ้นแล้วก็เป็น ธรรมชาติของอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าเหล่านี้เอง 5. แรกๆพบว่าเป็นสเป็กตรัมของรังสีเอกซ์มีลักษณะต่อเนื่อง ต่อมาพบ ว่ารังสีเอกซ์มีลักษณะเป็นเส้นด้าย เรียกว่า ลักษณะเฉพาะค่า

จัดทำโดย นางสาวจิรนันท์ มั่นใหญ่ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่6/1 เลขที่26 เสนอ อาจารย์ไพโรจน์ ขุมขำ โรงเรียนชาติตระการวิทยา อ. ชาติตระการ จ.พิษณุโลก