Fisica General Burbano

RAYOS X 691
donde A y B son constantes características de cada línea.
Estas líneas aparecen por las transiciones de electrones entre niveles energéticos internos del
átomo, que inicialmente están completos. La energía del electrón en los primeros niveles es muy
baja, mucho menor que la de los electrones de valencia, por lo que la frecuencia del fotón emitido
al pasar el electrón de un nivel exterior a uno interno es grande, o lo que es lo mismo, la longitud
de onda es corta.
Para que se produzca la radiación X característica es preciso que el electrón incidente arranque
otro electrón de una de las capas interiores, produciendo así un hueco para el posterior salto que
originará el fotón X. En la figura XXVIII-38 se esquematiza el proceso; las dos transiciones señaladas
se corresponden con los picos de la Fig. XXVIII-37.
Los espectros característicos están compuestos por series aisladas que se denominan K, L, M,
... según cuál sea el nivel más bajo que interviene en la transición.
Henry G. Moseley (1887-1915) en 1913 confirmó y perfeccionó la tabla periódica de Mendeleyeff
y orientó a la ciencia física en el sentido de que el número atómico no es un concepto caprichoso
de ordenación, sino una propiedad intrínseca de los átomos, a los cuales caracteriza. El joven
físico inglés murió en el campo de batalla en los Dardanelos, durante la primera guerra mundial.
Fig. XXVIII-38.– Esquema de la producción
de un hueco que posibilita la
transición originadora de un fotón X.
XXVIII – 31. Absorción de los rayos X por la materia. Ley de Bragg-Pierce
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Si un haz de rayos X de intensidad I 0
, atraviesa un cuerpo de espesor x, emerge con una intensidad
I menor que la incidente.
La variación relativa de la intensidad de los rayos X que atraviesan a una sustancia, es directamente
proporcional al espesor de ésta:
m es el COEFICIENTE DE ABSORCIÓN de la sustancia que nos mide la disminución (signo –) relativa
de intensidad al atravesar los rayos X un espesor unidad.
Al ser la ecuación de dimensiones de m, L –1 , el coeficiente de absorción se mide en m –1 en el
sistema internacional.
De la ecuación anterior obtenemos por integración: ln I = –m x + C. Además: x = 0 ⇒ C = ln I 0
por tanto:
I
I −mx
−mx
ln I =− mx + ln I0
⇒ ln =−mx
⇒ = e I = I0
e
I
I
«Cuando el espesor de una sustancia atravesada por rayos X aumenta en progresión aritmética,
la intensidad de los rayos salientes disminuye en progresión geométrica»
Para que la intensidad de los rayos X se reduzcan a la mitad, hará falta un ESPESOR DE SEMIAB-
SORCIÓN:
I0
−mx
−mx
1
0,
693
= I0
e ⇒ e = ⇒ m x = ln 2 ⇒ x =
2
2
m
La LEY DE BRAGG-PIERCE se enuncia:
El PODER ABSORBENTE ESPECÍFICO de una sustancia con respecto a los rayos X, es directamente
proporcional al cubo del número atómico (Z) y al cubo de la longitud de onda.
A
dI
I
m
= =
r
=−mdx
0 0
A –COEFICIENTE ABSORBENTE ESPECÍFICO– es el cociente de dividir el coeficiente de absorción (m)
por la densidad del cuerpo.
Se llama COEFICIENTE ATÓMICO DE ABSORCIÓN o bien SECCIÓN EFICAZ DE CAPTURA, a la cantidad b
definida por:
b = A M =
N
A
donde M es la masa atómica y N A
el número de Avogadro. El cociente entre la sección eficaz y la
sección geométrica mide la probabilidad de que un fotón X que atraviesa un átomo sea capturado
por él.
Los cuerpos de número atómico más elevado absorben más los rayos X (son menos atravesados)
que los de pequeño número atómico; propiedad que se aprovecha para la observación del
cuerpo humano, por la diversa transparencia de los tejidos a los rayos X, por medio de pantallas
fluorescentes (radioscopía) o por impresión de placas fotográficas (radiografía).
K Z
m
r
3 3
l
M
N
A