Các tia trong Vật Lí doc

Các tia trong Vật Lí
Tia X

Tia X hay quang tuyến X hay X quang hay tia Röntgen là một sóng điện từ có
bước sóng trong khoảng 10 nanômét đến 100 picômét (tức là tần số từ 30 PHz đến
3EHz).

Tia X có khả năng xuyên qua nhiều vật chất (như cơ thể người) nên thường được
dùng trong chụp ảnh y tế, nghiên cứu tinh thể. Tuy nhiên tia X có khả năng gây
ion hóa hoặc các phản ứng có thể nguy hiểm cho sức khỏe con người, do đó bước
sóng, cường độ và thời gian chụp ảnh y tế luôn được điều chỉnh cẩn thận để tránh
tác hại cho sức khỏe. Tia X cũng được phát ra bởi các thiên thể trong vũ trụ, do đó
nhiều máy chụp ảnh trong thiên văn học cũng hoạt động trong phổ tia X.

Sử dụng trong Y tế

Từ khi Wilhelm Conrad Röntgen phát hiện ra tia X có thể chẩn đoán cấu trúc
xương, tia X được phát triển để sử dụng cho chụp hình y tế. Khoa tia X là một lĩnh
vực chuyên biệt trong y tế sử dụng ảnh tia X và các kĩ thuật khác để chẩn đoán
hình ảnh.

Việc sử dụng tia X đặc biệt hữu dụng trong việc xác định bệnh lý về xương, nhưng
có thể giúp ích dò ra các bệnh tật về phần mềm. Một vài ví dụ đáng chú ý như là
khảo sát ngực, có thể dùng để chẩn đoán bệnh về phổi như là viêm phổi, ung thư
phổi hay phù nề phổi, và khảo sát vùng bụng, có thể dò ra sự tắc ruột (tắc ống thực
quản), tràn khí (từ lủng nội tạng), tràn dịch (trong các khoang bụng). Trong vài
trường hợp, sử dụng tia X gây tranh cãi, như là sỏi mật (ít khi cản tia X) hay sỏi
thận (thường thấy nhưng không phải luôn luôn). Hơn nữa, các tư thế chụp tia X
truyền thống ít sử dụng trong việc họa hình các phần mềm như não hay cơ. Việc
họa hình được thay thế cho phần mềm bằng kĩ thuật chụp hình tính toán quanh
trục (computed axial tomography, CAT hay CT scanning) họa hình bằng chụp ảnh

cộng hưởng từ (MRI) hay siêu âm.

Ảnh chụp tia X một hộp sọ ngườiTia X còn được sử dụng trong kỹ thuật "thời gian
thực", như là khám định thành mạch máu hay nghiên cứu độ tương phản của lỗ
hổng trong nội tạng (là chất lỏng cản quang trong các ống ruột lớn hay nhỏ) sử
dụng dụng cụ nhìn trang bị huỳnh quang. Các giải phẫu thành mạch máu, như các
sự can thiệp y tế của hệ thống động mạch, dựa chủ yếu vào các máy đo nhạy với
tia X để định vị các thương tổn tiềm tàng có thể chữa trị.

Xạ trị tia X, một sự can thiệp y tế, hiện nay dùng chuyên biệt cho ung thư, dùng
các tia X có năng lượng mạnh.


Tia cực tím

Tia cực tím (hay tia tử ngoại, tia UV) là sóng điện từ có bước sóng ngắn hơn ánh
sáng nhìn thấy nhưng dài hơn tia X. Phổ tia cực tím có thể chia ra thành tử ngoại
gần (có bước sóng từ 380 đến 200 nm) và tử ngoại xa hay tử ngoại chân không (có
bước sóng từ 200 đến 10 nm).

Khi quan tâm đến ảnh hưởng của tia cực tím lên sức khỏe con người và môi
trường, thì phổ của tia cực tím chia ra làm các phần: UVA (380-315 nm), hay gọi
là sóng dài hay "ánh sáng đen"; UVB (315-280 nm) gọi là bước sóng trung bình;
và UVC (ngắn hơn 280 nm) gọi là sóng ngắn hay có tính tiệt trùng.

Trong kỹ thuật quang thạch bản, hay kỹ thuật laser cực tím, thuật ngữ tia cực tím
sâu hay DUV để nói đến bước sóng dưới 300 nm.

Cực tím có nghĩa là trên của tím. Sắc tím là màu có bước sóng ngắn nhất có thể
nhìn thấy. Một vài bước sóng của tia cực tím dân gian gọi là ánh sáng đen, vì

chúng vô hình với mắt người. Một vài động vật, như chim, bò sát, và côn trùng
như ong, có thể nhìn tia cực tím ngắn. Một vài loại trái cây, hoa, và hạt sặc sỡ hơn
trong môi trường tia cực tím, so sánh hình ảnh trong ánh sáng thường nhìn bởi mắt
người, để hấp dẫn các côn trùng và chim. Một vài loài chim có những hình thù
trên bộ cánh chỉ nhìn được dưới tia cực tím, không thể nhìn được dưới ánh sáng.
Nước tiểu của một số loài động vật cũng chỉ có thể thấy bằng tia cực tím.

Mặt Trời tỏa ra tia cực tím UVA, UVB và UVC, nhưng bởi vì sự hấp thụ của tầng
ozone, 99% tia cực tím đến được mặt đất là thuộc dạng UVA. Bản thân tầng ozone
được tạo ra nhờ phản ứng hóa học có sự tham gia của tia UVC.

Các thủy tinh thông thường trong suốt với tia UVA nhưng mờ đục với các tia sóng
ngắn hơn. Silíc hay thạch anh, tùy theo chất lượng, có thể trong suốt với cả tia cực
tím chân không.

Tia hồng ngoại

Tia hồng ngoại là bức xạ điện từ có bước sóng dài hơn ánh sáng khả kiến nhưng
ngắn hơn tia bức xạ vi ba. Tên "hồng ngoại" có nghĩa là "dưới mức đỏ", màu đỏ là
màu sắc có bước sóng dài nhất trong ánh sáng thường.Tia hồng ngoại không thể
nhìn thấy được như ánh sáng thường.

Tia hồng ngoại có thể được phân chia thành ba vùng theo bước sóng, trong khoảng
từ 700 nanômét tới 1 milimét.

Nguồn phát tia hồng ngoại

Mọi vật có nhiệt độ lớn hơn 0oK đều phát ra tia hồng ngoại (Sách giáo khoa vật lý
12 mới )

Tính chất

Tia hồng ngoại có 3 tính chất cơ bản sau:
- tác dụng nhiệt
- có thể gây ra hiện tượng quang điện trong ở chất bán dẫn
- có thể tác dụng lên một số kính ảnh đặc biệt.

Đo nhiệt độ
Việc thu nhận và đo đạc tia hồng ngoại có thể giúp xác định nhiệt độ của vật từ xa,
nếu chúng là nguồn phát ra các tia thu được. Hình chụp trong phổ hồng ngoại gọi
là hình ảnh nhiệt, hay trong trường hợp vật rất nóng trong NIR hay có thể thấy
được gọi là phép đo nhiệt. Kỹ thuật đo nhiệt độ bằng hồng ngoại được dùng chủ
yếu trong quân sự, và ứng dụng công nghiệp. Kỹ thuật này hiện cũng đang được
ứng dụng và dần quen thuộc với thị trường dân sự như: máy ảnh trên xe hơi; tùy
thuộc vào giá thành của các sản phẩm có được giảm mạnh hay không.

Phát nhiệt
Tia hồng ngoại được dùng trong phòng tắm hơi và làm tan tuyết trên cánh máy
bay, do da người và bề mặt cánh máy bay có thể hấp thụ tốt năng lượng của tia
hồng ngoại. Một lượng lớn năng lượng mặt trời cũng nằm trong vùng hồng ngoại.
Các vật nóng cỡ vài trăm độ C như lò sưởi, bếp cũng phát ra bức xạ vật đen có cực
đại ở vùng hồng ngoại. Do vậy tia hồng ngoại còn được gọi là tia nhiệt

Lịch sử

Sự khám phá ra tia hồng ngoại thường được cho là công lao của William Herschel,
nhà thiên văn học đầu thế kỉ 19. Herschel dùng lăng kính để tán xạ ánh sáng từ
Mặt Trời và khám phá ra tia hồng ngoại, nằm ngoài vùng ánh sáng khả kiến gần
phần ánh sáng đỏ, thông qua sự ghi chép trên một nhiệt kế.