الاشعة السينية – الفصل الثامن

شرح مفصل عن الأشعة السينية (X-rays) مناسبًا لطلبة الصف السادس الإعدادي (الفرع العلمي)، ويشمل المفاهيم، التكوين، الأنواع، الخصائص، والاستخدامات، وفق المنهج الدراسي وبأسلوب مبسط:

🧲 الأشعة السينية – فيزياء الصف السادس الإعدادي

🔷 ما هي الأشعة السينية؟

الأشعة السينية هي موجات كهرومغناطيسية ذات طول موجي قصير جدًا يتراوح بين:

$$0.01 \, \text{nm} \, \text{إلى} \, 10 \, \text{nm}$$

وهي تقع بين الأشعة فوق البنفسجية وأشعة غاما في الطيف الكهرومغناطيسي.

🔹 كيف تكتشف الأشعة السينية؟

تم اكتشافها عام 1895 على يد العالم فيليهم رونتجن (Roentgen) أثناء دراسته لتأثير الأشعة الناتجة من أنبوب كاثودي، وأطلق عليها X-rays لأنها كانت مجهولة الطبيعة في البداية.

🧪 كيف تتولد الأشعة السينية؟

🟨 يتم إنتاج الأشعة السينية داخل أنبوب الأشعة السينية، ويتكون من:

• كاثود (قطب سالب): يصدر إلكترونات عند تسخينه.
• أنود (قطب موجب): يصطدم به سيل الإلكترونات بسرعة عالية.
• فراغ داخل الأنبوب: يمنع تشتت الإلكترونات.

🧲 آلية التكوين:

1. تُسخن فتيلة الكاثود → ينبعث منها إلكترونات.
2. تُسرّع الإلكترونات بفعل فرق جهد عالٍ وتتحرك نحو الأنود.
3. عند اصطدام الإلكترونات بالأنود، تفقد طاقتها وتنتج:
   • حرارة (أكثر من 99%)
   • أشعة سينية (أقل من 1%)

🔸 أنواع الأشعة السينية:

1️⃣ أشعة سينية متصلة (مستمرة):

• ناتجة من تباطؤ الإلكترونات عند دخولها مهبط الأنود.
• تعطي طيفًا مستمرًا للطول الموجي.

2️⃣ أشعة سينية مميزة (خطية):

• ناتجة عن انتقال إلكترونات الذرة داخل الأنود من مدار خارجي إلى مدار داخلي.
• لكل عنصر في الأنود طيف مميز من الخطوط.

⚙️ العوامل المؤثرة على إنتاج الأشعة السينية:

🔬 خصائص الأشعة السينية:

1. موجات كهرومغناطيسية ذات طاقة عالية وطول موجي قصير.
2. غير مرئية ولا تتأثر بالمجال الكهربائي أو المغناطيسي.
3. تخترق الأجسام حسب كثافتها (تخترق اللحم، لا تخترق العظام).
4. تؤين الذرات وقد تكون ضارة بيولوجيًا.
5. تؤثر في المواد الفوتوغرافية.

🧭 استخدامات الأشعة السينية:

⚠️ الأضرار والوقاية:

• أضرارها: تسبب ضررًا للأنسجة والخلايا الحية عند التعرض المفرط لها.
• الوقاية: استخدام دروع رصاصية، تقليل زمن التعرض، والتحكم بالجرعة.

📌 خلاصة مهمة:

• الأشعة السينية نوع من الإشعاع الكهرومغناطيسي تُنتج عند اصطدام إلكترونات سريعة بأنود معدني.
• تتكون من أشعة مستمرة وأشعة مميزة.
• لها استخدامات واسعة في الطب والصناعة والأمن، ويجب الحذر منها بسبب قدرتها على إحداث التأين.