X선의 파장은?
엑스선
엑스선의 파장의 한계는 분명하게 정의되어 있지 않으나, 보통 10−10 m의 수백 배에서 수백만분의 1의 파장의 빛을 엑스선이라 부르고 있다. 엑스선은 엑스선의 발생 방법에 따라 2가지 종류가 있다. 하나는 제동 복사에 따라 만들어지는 연속 엑스선</b>으로서 전자가 원자나 원자핵에서 받는 쿨롱 힘에 의해 갑자기 진로가 바뀔 때에 발생하는 엑스선이다. 다른 하나는 특성 엑스선</b>으로서 원자 속의 깊은 에너지 준위에 있는 전자가 제외되었을 때, 그 공백을 메우려고 바깥쪽 궤도에서 전자가 이동할 때 발생하는 엑스선이다.
엑시머 레이저
파장이 짧은 자외선인 엑시머 레이저는 물체나 생체조직을 태우지 않고 결합을 끊을 수 있기 때문에 라식등의 의학이나 포토리소그래피(Photolithography)등 다양한 용도로 쓰인다.
망원경
X-선은 지구 대기에서 흡수되기 때문에 X-선 망원경은 로켓이나 위성을 이용해서 대기 밖에서 관측해야 한다. 또한 X-선은 거의 수직으로 입사할 경우 금속으로 만들어진 거울조차도 쉽게 통과해버리므로 X-선을 초점에 모으기 위해 볼터 망원경()이라는 특별한 디자인이 고안되었다. 이 볼터식 망원경은 거울을 X-선의 입사 방향에 거의 평행하게 배치하여, X-선이 거울에서 반사할 때 마다 단지 몇 도(°)씩만 방향을 바꾸는 방법을 이용하는데, 이러한 거울을 겹겹이 고리 모양으로 배치하여 빛을 초점에 모아 X-선 이미지를 얻을 수 있다. 2012년 현재 작동 중인 X-선 망원경으로는 찬드라 X-선 망원경, XMM-뉴턴 망원경등이 있다.
적외선
특히 액체나 기체상태의 물질은 각각의 물질에 특유한 파장의 적외선을 강하게 흡수한다. 이 흡수스펙트럼을 조사하여 물질의 화학적 조성·반응과정·분자구조를 정밀히 추정하는 수단으로 쓰는데, 이것을 적외선분광분석이라 한다. 또, 적외선은 파장이 길기 때문에 자외선이나 가시광선에 비하여 미립자에 의한 산란효과가 적어서 공기를 비교적 잘 투과한다.
광각 X선 산란
그 기술은 전통적인 것이지만 폴리머 샘플(polymer samples)의 결정 각을 결정하기 위해서는 약간 비 인기적이다. 오직 crystallites에 회절되는 다결정 필름을 위한 회절 기술은 기판 표면에 평행해진다.회절 패턴은 crystallite크기와 필름 응력의 present, 필름의 구조, 필름의 상 조성 또는 화학 조성의 결정에 따라 산출되었다. 이 방법에 따르면 샘플은 광각 x-ray goniometer에서 스캔되었고, 그리고 산란 강도는 2ɵ각의 기능으로써 계획되었다. X선 회절은 고체 물질의 특징에 영향을 미치지 않는다. X선이 고체안에서 규제될 때, 그들은 고체의 내부구조에서 예측할 수 있는 패턴을 기반으로 산란될 것이다.결정질 고체는 가상의 면에 의해 묘사될 수 있는 규칙적으로 배열된 원자(전자)로 되어 있다. 이들 면 사이의 거리를 d-공간이라 부른다. (d-공간 패턴의 강도는 가상의 면에서 찾을 수 있는 전자(원자)의 수에 정비례한다.) 모든 결정질 고체는 고체를 위한 ‘핑거 프린트(지문)’라 하는 분말패턴으로 알려진 d-공간의 독특한 패턴을 가질 것이다. 사실 같은 화학 조성이지만 다른 상인 고체는 d-간격의 고체 패턴에 의해 증명할 수 있다.
허먼 조지프 멀러
1926년 허먼 멀러는 중요한 발견을 하였다. 당해 11월 초, 멀러는 초파리에 다양한 세기의 X선을 쬐는 실험을 하였다. 실험 결과, 강한 X선에 노출된 초파리일수록 돌연변이가 더 많이 발생한다는 사실을 발견했다. 이 발견은 베를린에서 열린 학술 회의에서 "The Problem of Genetic Modification" 이라는 제목의 연구 논문을 발표하여 상당한 주목을 끌었다. 1928년, 말벌이나 옥수수등을 이용한 동일한 실험에서도 같은 결과를 얻었다. 다음해엔 인간이 X선에 노출될 때의 위험성을 알리기 시작했다.
전기
전자기파는 특정 전자기적인 과정에 의해 복사되는 에너지이다. 가시광선도 전자기파에 속하며 전파, 적외선, 자외선, X선 같은 전자기파들은 우리 눈에 보이지 않는다.
고전 역학에서 전자기복사는 동시에 진동하는 전기장과 자기장으로 구성된 전자기파로 이루어진다. 또한 이들은 진공에서 빛의 속력으로 전달된다. 두 장의 진동은 서로 수직이며 진행방향에 수직이고 횡파이다. 전자기파는 진동수가 크거나 작은 순서대로 전자기파 스펙트럼을 형성하는데 여기에 라디오파, 마이크로파, 적외선, 가시광선, 자외선, X선, 감마선이 포함된다.
파동 함수
파동의 상태는 파동 함수로 표현할 수 있다. 음파의 경우 파동 함수 p(x,t)는 x방향으로 진행하는 음파의 시간 t에 따른 압력의 변화를 나타낸다. 두 사람이 줄을 잡고 한쪽에서 흔들었다면 이때 줄에 생기는 파동에 대한 파동 함수 y(x, t) 는 어떤 시간 t에서 원점으로부터 어떤거리 x에 있는 변위를 나타낸다. 이처럼 파동을 시간과 공간의 좌표점으로 표시할 수 있다. 따라서 드브로이의 물질파 역시 이러한 파동 함수로 나타낼 수 있으며 기호 ψ로 나타낸다. 공간의 한 점에서의 파동 함수 는 그 시간에 그 좌표에서 물체를 발견할 가능성과 관계가 있지만 그 자체만으로는 물리적 의미를 갖지 못한다.
엑스선 전산화 단층 촬영
엑스선 전산화 단층촬영에서는 1차원으로 배열된 X선 방출장치와 1차원으로 배열된 X선 검출장치가 검사대상을 마주보며 회전한다. 검사 대상 조직은 X선 방출장치로부터 X선을 받아 일부를 흡수하고 나머지를 투과하는데, 투과된 X선이 반대쪽에 위치한 X선 검출장치에 도달·기록된다. 장치는 180도를 회전하면서 각각의 방향마다 1차원의 X선 흡수도 분포를 기록한다. 이후 컴퓨터로서 여기서 얻어진 2차원 (1차원 공간과 회전 각도) 영상 이미지를 역 라돈변환을 통해 2차원의 인체 영상으로 재구성하고, 환자를 이동하면서 얻어진 일련의 2차원 영상을 쌓아 3차원의 입체 영상을 얻는다.
전리층
D층은 가장 안쪽에 있는 층으로 지구 표면으로부터 50km에서 90km사이에 위치한다. 이 층에서 생기는 이온화는 라이먼 계열 알파 수소 복사인데, 파장은 121.5nm 이고 일산화질소를 이온화한다. 더하여 태양 흑점의 수가 50개 이상으로 활발할 때는 경X선(파장 1nm이하)이 공기(질소 분자와 산소분자)를 이온화시킨다. 밤 동안에는 우주선이 이온화를 시킨다. 이 층은 가장 고도가 낮고 대기의 밀도가 높기 때문에 재결합작용이 활발하다. 따라서 순수한 이온화 효과는 매우 낮고, 고주파수(HF; high frequency) 전파는 D층에서 굴절되지 않는다. 자유 전자와 다른 입자간의 충돌 빈도는 낮 동안에는 1초에 1000만번에 이른다. D층은 HF 전파를 흡수하는데, 주로 10MHz나 그보다 파장이 긴 전파가 이에 해당한다. 그보다 파장이 짧아지면 흡수되는 정도가 약해진다. 전파의 흡수는 밤에 약하고 한낮에 최대가 된다. 이 층은 일몰 후에 굉장히 약해지지만, 은하로부터 오는 우주선에 의해 약간 남게된다. D층의 활동의 일반적인 예로는 AM광대역 방송이 방송국에서 멀어짐에따라 엹어져 가는 것을 들 수 있다.
X선 분광학
1924년 노벨 물리학상을 받은 스웨덴의 만네 시그반은 다이아몬드로 줄을 그은 다양한 회절 격자들을 만들어서
적색편이
복사전달(radiative transfer)이나 물리 광학 분야에서 다루어지듯이, 빛이 물질과 상호 작용하고 전파되는 과정에서 빛의 파장 또는 주파수가 변할 수 있다. 이는 기준 좌표계의 변환 때문에 발생하는 적색편이와는 달리, 전파되는 빛(또는 광자)이 물질과 에너지를 주고 받으면서 파장의 변화가 일어난다. 예를 들면, 빛의 산란(scattering) 때문에 파장이 늘어나기도 하고, 전파되고 있는 매질의 굴절률의 바뀌기 때문에 파장이 변하기도 한다.[2] 이러한 현상들을 이를 때 종종 빛이 '적색편이'되었다거나 '청색편이'되었다는 용어를 사용하기도 하지만, 이는 여기서 설명된 적색편이와는 구분되어야 한다.
혜성
1996년, 햐쿠타케 혜성의 관측으로부터 혜성이 X-선을 복사한다는 것을 발견하였다. 혜성이 X-선을 복사하는 것은 예상하지 못했던 일이어서 연구자들을 놀라게 하였다. 이는, 혜성과 태양풍의 상호작용에 의해 생겨났다고 생각되고 있다. 이온이 급격하게 혜성의 대기에 돌입하면, 이온과 혜성의 원자와 분자가 충돌하게 되어, 이로부터 이온이 여러개의 전자를 포획하여, X-선이나 자외선을 방출하게 된다고 추측되고 있다.
헨리 모즐리 (물리학자)
어니스트 러더퍼드 밑에서 방사능을 연구하다가 X선 연구로 방향을 바꾸었는데 1913년에는 각 원소의 고유 X선을 측정하여 모즐리의 법칙을 발견하여 원소의 분석에 획기적인 방법을 제공함으로써 X선 분광학의 개척자가 되었다.
연구 초기에는 라듐B 및 라듐C의 원자 1개의 붕괴에 의해서 방출되는 베타입자의 평균 개수의 측정 등에 관한 실험을 했다. 그러나 원자에 전자빔을 발사하는 방법으로 원소를 연구하는 것에 흥미를 가지게 되어, 러더퍼드의 만류에도 불구하고 찰스다윈의 손자인 C.G.다윈과 협력하여 X선 산란 연구를 시작했다.
전자빔을 원자에 발사하면 원자 내부의 전자가 방출되고, 고에너지의 전자가 바닥상태로 전이하면서 고에너지의 X선을 방출한다. 모즐리는 이 X선의 파장과 원자핵 속의 양성자 수, 그 원자의 원자 번호 사이의 관계를 도출하여 "모즐리의 법칙"을 발견하게 된다.
미노프스키 입자
트랩되는 전자파의 파장은 폭넓은 밴드에 걸치지만,방출되는 전자파는 특정의 파장을 갖는다.
통상 공간에 전파될 때의 전자파는 이 “구멍”에 트랩이 되어 버린다. 이것은 원리적으로 일종의 공감 현상이고, Ｍ 입자의 에너지에 대응하는 파장의 전자파가 트랩의 대상이 된다. 통신에 이용되는 마이크로 웨이브에서 초장파는 전부 이 대상이 되지만, 가시광선, X선, 감마선 등은 “구멍”과 공감하지 않기 때문에 트랩이 되지 않는다.
은하단내부매질
ICM은 온도가 매우 높기 때문에, 대부분 제동복사 과정에 의한 X-선 복사와 중원소에 의한 X-선 방출선을 방출한다. 이러한 X-선은 X-선 망원경을 통해 관측되는데, 망원경을 통해 ICM의 지도(X-선 방출은 ICM 밀도의 제곱에 비례한다)와 X-선 스펙트럼을 얻을 수 있다. X-선의 밝기는 기체의 밀도와 연관 있으며, 스펙트럼은 온도와 ICM의 중원소함량 측정에 이용된다.
일반영상 검사
X선관에서 발생된 엑스선이 인체를 투과하여 몸 안의 물질의 종류, 밀도 등으로 인하여 감약된다. 이 감약된 부분을 검출기로 통하여 영상화한 뒤 이 영상을 이용하여 의학적으로 도움이 되는 각종 진단을 하게 된다. 일반적으로 촬영하는 사진(Photography)과 다른 점은, 사진은 물체를 반사한 빛을 검출하여 영상화하는 반면 X선 검사는 물체를 투과한 방사선을 검출하여 영상화한다는 것이다.
태양 플레어
태양플레어 및 코로나질량방출은 지구 주변의 우주 기상에 아주 큰 영향을 미친다. 이러한 현상은 태양풍 및 지구의 자기권 내부에 고에너지 입자의 흐름을 조성하고, 우주선 및 우주인에 방사선 피해를 입힌다. X 등급 플레어의 약한 X선은 상부 대기의 이온화를 증가시키는데, 이는 단파 무선통신에 영향을 미친다. 또한 저궤도 인공 위성을 끌어당겨서 궤도 축소를 야기한다. 자기권의 고에너지 입자는 오로라를 형성한다.
X선 분광학
특성
엑스선 쌍성
X선 쌍성(X-ray binary), X선 동반성은 X선에서 빛나는 쌍성의 등급이다.마이크로퀘이사(microquasar)는 퀘이사와 비교하였을 때 제트의 길이와 슈바르츠실트 반지름, 질량과 에딩턴 한계가 모두 100만분의 1이기 때문에 마이크로퀘이사라는 이름이 붙었다.
슈타르크 효과
슈타르크 효과()는 물리학 용어로, 외부 전기장에 의해 원자나 분자의 방출 스펙트럼 선이 움직이거나 여러 개로 갈라지는 효과이다. (외부 자기장에 의한 효과는 제이만 효과라고 한다.) 슈타르크 효과는 독일의 요하네스 슈타르크가 발견하였다. 슈타르크는 부분적으로 이 공로로 인해 1919년 노벨 물리학상을 수상하였다.
방사성 붕괴
방사능과 방사선의 위험은 즉각적으로 인식되지 않았다. 1896년, 전기 공학자이자 물리학자인 니콜라 테슬라가 자신의 손가락에 X-선을 의도적으로 쪼였을 때의 X-선의 사용에서 방사선의 극심한 영향이 처음으로 관찰되었다. 그는 화상의 이유가 X-선보다 오존 때문일 것이라고 했지만, 그는 화상에 관하여 관찰한 내용을 출판했다. 그의 부상은 후에 치료되었다.
태양 플레어
태양플레어는 지구근처의 GOES 위성에서 측정한 1-8 옹스트롬 X선의 최대 플럭스(즉, 단위 면적당 와트, W/m)에 따라 A, B, C, M, X 등급으로 구분짓는다. 각 등급은 이전 등급에 비해 최대 플럭스가 10배 정도 차이나며, 최고 등급인 X 등급의 경우 최대 플럭스가 10 W/m 단위이다. 하나의 등급에는 선형 단위로 1에서 9까지의 세부 등급이 존재한다. 즉, X2 태양플레어는 X1에 비해 2배가 강하며, M5에 비해 4배가 강하다. 상대적으로 강한 M 및 X 등급의 경우는 지구 근처의 우주기상에 영향을 준다.
우주 마이크로파 배경
우주 마이크로파 배경의 또 하나의 특징은 파장과 에너지의 관계가 2.725 K에서의 흑체복사 형태를 띄고 있다는 것이다. 플랑크 법칙에 따라, 2.725K의 흑체 복사 스펙트럼에서 세기가 가장 강한 빛의 파장을 구하면 1.9mm(160.2GHz의 진동수)의 값을 얻게 되는데, 이는 우주 마이크로파 배경 그래프에서의 값과 잘 일치한다. 만약 플랑크의 법칙이 아닌, 근사를 통한 빈의 법칙을 이용하게 된다면 1.06mm(283GHz의 진동수)의 파장을 얻게 된다. 이러한 우주 마이크로파 배경의 스펙트럼은 굉장히 정밀하게 측정되어, 현재까지 측정된 흑체 복사 스펙트럼 중 가장 정밀하다.
선량
유효선량(effective dose)은 인체에 미치는 방사선영향을 나타내는 것으로 신체의 조직 및 장기에 따라 방사선 영향이 각각 다르므로 등가선량에 조직가중치를 고려하게 된다. 단위는 등가선량과 동일하다.
엑스선
초점에 벗어난 방사선의 양이 적음
엑스선
X선은 일반영상 검사(Simple radiography, X-Ray 검사라고도 한다.), 투시검사, 혈관조영 검사, CT검사 등 여러 분야에서 이용된다.
현대물리학
'정체불명의 선(線)'이라는 이름에 걸맞게 X선의 본질이 입자인지 파동인지를 파악하기란 매우 어려웠다. 실험 결과 X선이 빛처럼 파동이거나, 음극선처럼 입자일 가능성을 모두 보여주었기 때문이다. X선이 발견되자마자 의료용으로 많이 사용된 것은 고체 물질을 잘 통과할 수 있기 때문이었다. 또한 음극선과 달리 전기장이나 자기장에서 휘어지지도 않았다. 그러므로 X선은 빠른 속도로 움직이는 전기를 띤 입자 같은 것이 아니라 파동의 일종이라 여겨졌다.
방사선
방사선(放射線, , , , )은 방사성 원소의 붕괴에서 방출되는 입자 또는 파동이 매질 또는 공간을 전파하는 과정으로서 에너지의 흐름이다[1][2]. 방사선은 자연적으로 존재하는 방사선과 인위적으로 생성한 인공방사선이 있다. 인공방사선은 인위적으로 생성한 방사선으로서 의료분야의 X-선 촬영부터 산업현장, 종자개량, 해충방제 등 광범하게 활용되고 있다.
연감마선 연속 방출원
1998년 8월 27일에 매우 화려한 연감마선 연속 방출원 SGR 1900+14의 폭발이 관측되었다. 이 SGR이 약 20,000 광년이라는 먼 거리에 있음에도 불구하고, 폭발은 지구의 대기에 큰 영향을 주었다. 전리층의 원자들은 보통 낮에 태양 복사에 의해 이온화되고, 밤에 다시 재결합된다. 이런 원자들이 그 폭발에 의해 야간에도 낮에서의 수준 못지 않게 이온화가 되었다. X-선 관측 위성인 로시 X-선 타이밍 익스플로러 (RXTE)는 그 시간에 하늘의 다른 방향을 향하고 있었고, 방사선을 차폐했어야 함에도 불구하고 SGR 1900+14로부터 오는 강력한 신호를 수신했다.
급성방사선증후군
RBE는 특정한 종류와 에너지의 방사선이 조직에 미치는 피해, 즉 선질계수(quality factor)를 의미하며, "Q" 때로는 "QF"로 표시한다. 알파 입자의 경우 "Q"는 20이며, 1 라드의 알파 입자는 20 렘이라는 의미이다. 중성자 복사의 "Q"는 에너지에 비례한다. 하지만 베타 입자, X선, 감마선의 경우에 "Q"는 1이며, 해당 복사원으로부터의 라드와 렘은 동일하며, 그레이와 시버트 단위 역시 동일하다. 보다 자세한 "Q" 목록을 원하면 시버트 항목을 참조하기 바란다.
파동-입자 이중성
하지만 광전효과의 실험 결과는 파동설의 예측과는 달랐다. 물론 짧은 파장(혹은 보라색)의 빛을 비추어주었을 때에는 전자가 큰 운동 에너지를 가지고 튀어나왔다. 하지만 보라색 빛이라도 튀어나오는 전자의 개수가 많지는 않았다. 즉 파장과 튀어나오는 전자의 개수는 무관했다. 그리고 만약 빛이 파동이라면 비록 긴 파장의 빨간 빛이라도 세게 비추어주기만한다면 중첩 될 수 있기 때문에 충분히 에너지가 커져 빛에 의해 전자가 튀어나와야했다. 하지만 긴 파장(혹은 빨간색)의 빛을 강하게 비추어줬을 때에는 전자가 튀어나오지 않았다. 이는 마치 전자를 튀어나올 수 있게 하는 한계 파장(혹은 에너지)가 존재하는 듯한 양상이었다. 그리고 같은 파장의 빛을 비추어주면 빛의 세기에 따라 튀어나오는 전자의 개수는 달랐지만 튀어나오는 전자의 운동에너지는 같았다. 즉 빛에 의해 튀어나오는 광전자(photoelectron)의 운동에너지는 오직 빛의 파장에만 관계가 있었다. 또한 튀어나오는 총 전자의 수는 (한계 파장, 혹은 에너지 이상의) 빛의 세기에만 관계가 있었다.
적색편이
천문학, 특히 천문 분광학에서 주로 관측되는 적색편이는 도플러 효과에 의한 적색편이와 우주론적 적색편이이다. 적색편이를 측정하기 위해서는 관측된 천체의 스펙트럼에서 흡수선이나 방출선과 같은 특징을 찾아내고, 이 선들이 실제로 관측된 파장과 실험실에서 얻어진 고유 파장을 비교함으로써 천체의 적색편이를 구하게 된다. 이러한 흡수선이나 방출선등은 그 천체에 존재하는 특정한 원소 때문에 생기는 것으로, 실험실에서 이러한 원소가 내는 빛의 파장을 결정할 수 있다.
원적외선
원적외선은 적외선 영역을 파장에 따라 세분화했을때 가시광선에서 가장 먼, 즉 파장이 가장 길고 진동수는 가장 낮은 범위에 해당하는 전자기파를 말한다. 파장을 기준으로 15 마이크로미터에서 1 밀리미터 사이 (주파수로는 20 테라헤르츠에서 300 기가헤르츠 사이)를 통상 원적외선으로 구분하지만 천문학에서는 25 마이크로미터부터 350 마이크로미터 사이를 원적외선으로 보기도 한다.
엑스선
의 관계를 만족시킬 경우, 첫째 면에서 산란된 엑스선과 둘째 면에서 산란된 엑스선이 서로 간섭하여 반사각 θ, 즉 입사 엑스선에 대하여 2θ라는 방향으로 강력한 반사 엑스선을 발생하여, 거기에 둔 필름에 간섭에 의한 점무늬를 만든다.
제1대 켈빈 남작 윌리엄 톰슨
1) 그는 X선을 부정하였다. 하지만 뢴트겐이 X선의 존재를 증명하면서 그는 X선을 인정하였다. 1896년에 그는 자신의 손을 X선으로 촬영하였다.
엑스선
이로써 엑스선이 발생하고, 발생된 엑스선 중에서 특성 엑스선을 뽑아서 재료 분석에 사용한다. 목표물이 달라지면 전자 구조도 달라지며, 따라서 특성 엑스선의 파장도 달라진다. 즉, 특성 엑스선은 목표 물질에 따라 다르며, 이로써 목표 물질의 구조를 분석할 수 있다.
X선 관
x선 관은 x선을 발생시키는 진공관이다. 그것들은 x선 발생 장치에 사용된다. x선은 전자기 스펙트럼의 자외선보다 짧은 파장을 지닌 전리 방사선의 일부이다. 전리 방사선의 다른 요인과는 달리, X선은 x선 관 만큼 통전될때 발생한다. x선 관은 또한 엑스선 전산화 단층 촬영, 공항 수하물 스캐너, 엑스선결정학, 물질 및 구조 분석과 산업 검사에서 사용된다.
가시선 전파
대기권의 낮은 위치에서 높은 주파수 대역은 이러한 회절 또는 반사의 효과가 거의 일어나지 않는다. 이에 따라 빛의 전달과 거의 동일하게, 송신 및 수신 안테나 사이에 장애물이 존재하면 신호는 차단된다. 결국 송신 안테나가 가시권에 존재하는지 여부가 신호의 수신 가능 여부를 결정 짓는 중요한 요인이 되므로, 이러한 고주파 라디오의 전파 특성을 ‘가시선’이라 부른다. 그리고 신호가 전달될 수 있는 가장 먼 지점을 ‘전파 수평선’이라 한다.
파장
파장(波長, wavelength, ) 또는 결너비는 공간에 퍼져 있는 파동의 한 번의 주기가 가지는 길이이다. 단위는 길이의 단위로, SI단위는 미터이다. 수식에 사용할 때에는 보통 formula_1(람다; lambda)로 표현한다.
엑스선결정학
엑스선결정학(X線結晶學, : X-ray crystallography)은 결정 내로 입사된 엑스선의 회절을 이용하여 결정의 원자, 분자 구조를 밝혀내는데 이용되는 도구이다. 회절된 광선들의 각과 세기를 측정하면서, 결정학은 결정 내의 전자 밀도의 3차원의 그림을 만들어 낼 수 있다. 이러한 전자밀도로부터 결정 내의 원자의 평균 위치, 화학 결합, 엔트로피 등의 다양한 정보를 파악할 수 있다.
우생학
앞서 지적한 대로 우생학은 나치 체제의 붕괴와 함께 몰락의 길을 걷기 시작했다. 그런데 이러한 우생학에 새로운 소재를 제공해 준 사건이 히로시마와 나가사끼의 원자폭탄 투하였다. 대부분의 원폭 생존자들은 원폭 투하 시 방사능에 피폭당해 심각한 후유증을 앓았는데 특히 유전자가 손상되었을 가능성이 높았다. 과학자들은 이러한 가능성에 심각한 우려를 표명하며 방사능 피폭 효과가 전 인구에 끼칠 부정적 결과를 경고하고 나섰다. X선에 의한 돌연변이 유발실험으로 노벨상을 수상한 HJ 륄러가 대표적인데 그는 히로시마와 나가사끼의 원폭이 "생존자의 생식세포에 수십만 개의 시한폭탄을 설치했다"고 경고했다. 방사능 피폭으로 생식세포의 유전자에 이상이 생길 경우 결함유전자는 자손을 통해 인구 전체에 널리 확산되어 나갈 것이라는 주장이었다. 미국과 일본 정부는 원폭이 인간 생체에 끼치는 효과를 규명하는 데 적극적인 관심을 나타내었으며 이를 위해 유전학자들을 고용하였다. 원폭 투하 장소나 산업현장에서 방사능에 노출된 사람들에게 발생한 기형아 출산, 암 등의 문제를 조사하는 체계적인 연구 프로그램이 이들을 통해 시작되었다. 이 연구 프로그램이 1980년대 인간게놈프로젝트 등장의 직접적인 배경이 된다.
전자기파
생물학적 계(그리고 다른 많은 표준온도압력에서의 화학적계)에 대한 전자기복사의 효과는 복사의 일률(Power)과 진동수에 의존한다. 가시광선이나 더 파장이 큰 전자기복사의 경우 세포나 다른 물질에 가해지는 피해는 주로 일률(Power)에 의해 결정되며 이는 수많은 광자들이 합산된 에너지로부터의 가열에 의한 것이다. 반면에 자외선이나 더 에너지가 큰 전자기복사의 경우 화학적 물질이나 살아있는 세포는 단순한 가열에 의한 피해보다 더 막대한 피해를 입게된다. 높은 에너지의 광자의 경우 개개의 광자들이 분자에 직접적인 영향을 주기 때문이다.
세이퍼트 은하
I형 세이퍼트 은하는 매우 밝은 자외선 및 X-선 방출원으로, 가시광선에서도 매우 밝다. 이들은 스펙트럼에서 두 유형의 방출선을 가지는데, 수백 km/s(속도 단위로 측정) 폭의 좁은 선과 10 km/s 폭까지의 넓은 선이 있다. 넓은 선은 은하의 동력원으로 여겨지는 초대질량 블랙홀의 강착원반 위에서 기원되고, 좁은 선은 강착원반의 넓은 선 영역 너머에서 발생한다. 두 방출 모두 크게 이온화된 기체에 의해 발생한다. 넓은 선 방출은 직경 0.1~1 파섹의 영역에서 일어난다. 넓은 선 방출영역, R은 연속복사 방출원에서 선방출 가스까지 빛이 이동하는데 걸리는 시간에 해당하는 시간지연을 통해 측정된다.
방사선
전리(이온화)시키지 않는 방사선이다. 분자구조에 영향을 미치지 않는다. 가시광선쪽 자외선, 가시광선, 적외선, 원적외선, 마이크로파(레이다), 극초단파(이동전화), 초단파(TV), 단파, 중파(라디오), 장파(전력선, 가전제품) 등이 비전리 방사선이다[3].
핵무기 설계
일부 사람들은 위에 기술된 방사능 폭발이라는 "발포" 원리에 의문을 품고, 또한 2차 폭탄을 압축하는 실질적인 원리는 X선의 "방사능 압력"도, 혹은 플라스마 상태의 발포 폴리스티렌의 물리적인 압력도 아니라고 지적했다. 대신, X선 방사선이 탬퍼 및 pusher를 "태워 날려버리는" 효과에 의해 2차 폭탄이 폭발하는 것이라고 설명했다. 설명에 따르면, X선은 탬퍼와 pusher를 둘러싸고 가열하여, 이윽고 2차 폭탄의 외피층을 사방으로 증발/폭발시켜버리게 되며, 이러한 폭발이 내부로의 압력을 형성하게 된다는 것이다. 즉 다른 말로, X선에 의해 가열된 2차 폭탄 외부의 탬퍼/pusher층은 로켓인 양 바깥으로 폭발하게 되며, 반면 남아있는 층은 반작용으로 안쪽으로 폭발하게 된다는 것이다.
엑스선
이것을 브래그 반사, 이 관계를 브래그 조건, 이 때의 엑스선의 입사각을 브래그 각(角)이라 하고, 엑스선의 파장을 알고 있으면 간섭상의 위치로부터 브래그 각 θ를 구할 수 있고 평행평면의 간격 d {\displaystyle d} 를 알 수 있다. 일반적으로 결정 안에서는 원자가 바둑판 무늬처럼 규칙적으로 배열되어있어 이러한 평행평면을 얼마든지 선정할 수 있으므로, 한 결정에 대하여 여러 각도에서 이것을 실시하면 결정의 입체적인 원자배열의 모습(결정의 형태, 면간격 등)을 알 수 있다.
감마선
1914년 어니스트 러더퍼드와 Edward Andrade는 산란을 통해 파장을 측정함으로써 감마선이 전자기복사의 형태임을 밝혀내었다. 파장은 X선과 마찬가지로 아주 짧았으며 10m - 10m 범위였다. 알파, 베타선에 이어 감마선이라는 이름을 정한 것도 바로 러더퍼드였다. 하지만 그 당시 각 선의 특성은 알려지지 않았다.
엑스선
브래그는 결정에 의한 엑스선의 간섭상으로부터 결정 내부의 원자배열 상태를 추정하는 기초적인 관계식을 수립하였다. 결정 내부에 서로 평행인 원자의 배열면을 생각하고 엑스선이 이 면에서 산란된다고 하면, 평행 평면의 간격을 d {\displaystyle d} , 엑스선의 파장을 λ {\displaystyle \lambda } 라 했을 때, 엑스선의 입사각(入射角) θ {\displaystyle \theta } 가
원자력
원자력의 역사는 X선의 발견에서 시작한다. 1895년 독일 과학자 뢴트겐은 진공관들을 이용한 실험 중 우연히 X선을 발견함으로써 처음으로 방사선의 존재를 확인하였다. 당시 뢴트겐은 미지의 광선이라 생각하여 X선이라는 이름을 붙였다. 이후 1896년 프랑스 과학자 베크렐이 우라늄광석을 관찰하던 중 광석에서 X선과 비슷한 광선이 방출되는 것을 발견하였다. 새로운 광선은 베크렐선으로 불렸는데, 1898년 프랑스의 퀴리 부부가 우라늄 외에도 몇몇 광물들이 베크렐선 같은 광선을 내는 것을 발견, 이들 광물에서 광선이 방출되는 현상을 방사능이라고 명명했다. 그리고 계속된 연구를 통해 마침내 폴로늄과 라듐을 발견한다.
니콜라 테슬라
X선에 대한 연구
테슬라는 1893년 실험실과 뉴욕 여러 곳에서 작동하는 무선 통신 장치를 만들지만 실험실이 불에 타게 되고 실험실이 폐허가 된 뒤 에드워드 딘 아담스의 도움으로 50만달러로 회사를 설립하고 웨스팅하우스에 장비를 요청하면서 무선
통신 연구를 계속하게 된다. 다시 연구를 할 수 있는 재정이 마련된 테슬라에게 에드워드 딘 아담스가 새로운 회사를
만들고 헨리 S. 모건으로부터 강력한 재정 지원을 받자는 제의를 하는데 테슬라는 4만달러만 받고 합병을 거부하였다. 이는 테슬라의 실수로 나중에 재정이 바닥나게 된다. 1895년 빌헬름 콘라트 뢴트겐의 X선 발견을 시작으로 많은
물리학자들이 X선 연구를 시작하게 되고 테슬라도 X선 연구를 진행하는데 사실 테슬라는 빌헬름 콘라트 뢴트겐의
발견이 있기 전에 X선 사진을 촬영하였고 빌헬름 콘라트 뢴트겐의 발견 이후 그 빛이 X선임을 알게 되었다. 테슬라는
X선을 연구하던 도중 조수가 X선에 너무 오랫동안 노출되어 사고가 나자 X선이 인체에 해롭다는 사실을 알게 되고
1897년 뉴욕 아카데미에 X선의 위험을 보고 한다. 이 시기에 테슬라는 조지 쉐프와 같이 연구를 하게 되는데 그는
테슬라가 앞으로 연구하는 동안 계속 함께하게 된다. 그리고 1899년 5월 18일에 테슬라는 레오나르드 커티스의 제안을 받아들이고 콜로라도스프링스로 가게 된다.
엑스선 회절
1912년 막스 폰 라우에가 이 현상을 발견하여 X선이 사실은 파장이 짧은 전자기파라는 것을 밝혔다.
가시선 전파
가시선 전파(可視線 傳播)는 전자기파 또는 음파가 직선으로 전달되는 것을 의미한다. 전자기파의 전송은 빛의 직선 경로 방출을 포함한다. 광선이나 파장은 대기나 장애물에 의해 회절, 굴절, 반사 및 흡수될 수 있으며 일반적으로 수평선 너머나 장애물 뒷편으로 도달할 수 없다.
이온화 방사선
엑스선은 보통 감마선보다는 낮은 에너지를 가지는데, 오래된 기준에서는 그 경계를 파장 10 m 또는 100 keV 의 에너지를 갖는 광자로 정의하였다. 해당 한계점은 오래된 엑스선 튜브의 한계와, 이성핵 전이에 대한 관심 부족에서 비롯되었다. 현대 기술과 발견으로 엑스선과 감마 에너지는 서로 겹쳐지게 되었다. 이들은 여러 분야에서 동일한 역할을 하며, 방사선원에 차이가 있을 뿐이다. 어쨌든, 방사선원을 종종 명확하게 알 수 없는 천문학에서는 옛 에너지 분류가 지켜져 왔고, 그 근원에 관계 없이 엑스선은 120 eV 에서 120 keV, 감마선은 100에서 120 keV 이상으로 정의되었다. 대부분의 천문학적인 '감마선'은 핵 방사성 과정에서 기원하지 않으며, 천문학적인 엑스선을 생성하는 과정에서 비롯된다. 단, 훨씬 더 활발한 전자에 의한 경우는 예외이다.
엑스선
엑스선을 발생시키기 위한 진공관을 엑스선관(X線管)이라 한다. 즉, 엑스선관은 음극에서 튀어나온 전자를 양의 전압이 걸린 양극(대음극)까지 달리게 하여 가속시켜서 에너지가 커진 전자를 양극판에 충돌시켜 엑스선을 발생시키는 장치이다.
전리층
태양이 활동적일 때 강력한 태양 플레어가 발생하여 지구의 태양 방향 반구면에 엑스 선으로 강타할 수 있다. 그들은 D영역을 통과하여 고주파수(3~30MHz) 라디오 주파수 교란(Black out) 유발하는 흡수를 빠르게 증가시키는 전자들을 발생시킨다. 이 기간 동안 매우 낮은 주파수(3~30kHz) 신호들을 E층이 아닌 D층에 의해 반사되는데 E층에서 증가한 대기밀도가 보통 파동의 흡수를 증가시키고 따라서 그것을 감쇄시킨다. 엑스선이 끝나자마자 SID 또는 라디오 주파수 교란이 D영역의 전자들이 빠르게 재결합하고 신호가 정상으로 돌아옴에 따라 끝난다.
감마선 폭발
감마선 폭발()이란 멀리 떨어진 은하들에서 관측되는 에너지의 폭발로 인한 감마선의 섬광이다. 감마선 폭발을 일으킨 천체를 감마선 폭발체()라고 한다. 감마선 폭발은 우주에서 일어나는 전자기 복사 현상 중 가장 밝다. 폭발 지속 시간은 짧으면 10 밀리초에서 길면 수 시간까지 지속될 수 있다. 최초의 폭발이 있고 나서 감마선보다 파장이 긴 엑스선, 자외선, 가시광선, 적외선, 마이크로파, 전파의 "잔유휘광(afterglow)"이 감마선 폭발 자체보다 더 긴 시간동안 지속된다.
엑스선
한편, 전자는 표적 원자의 궤도 전자를 쫓아내든지 아니면 높은 준위로 들뜨게 함으로써 운동 에너지 가운데 일부를 잃는데, 이에 따라 높은 궤도로부터 낮은 궤도로 전자가 떨어지면서 엑스선이 방사된다. 이 엑스선은 궤도 사이의 에너지 차에 의해 주어지는 불연속적인 스펙트럼을 가진다. 그러므로, 이 엑스선을 특성 엑스선</b>이라 부른다.
방사능 오염
신체가 방사성 원소가 방출하는 알파선·베타선·감마선·엑스선 등에 지나치게 많이 노출되면 조직이 손상되거나 변질될 수 있으며, 그 손상은 세포 분열이 왕성한 조직이나 장기에서 가장 심하게 일어난다. 특히 생식 세포에 영향이 커 유전적 변형을 일으킬 수 있다. 따라서 기형아가 태어날 위험이 있고 암 발생의 원인이 되기도 한다.
푸리에 변환 적외선 분광학
이때는 여러 진동에너지 준위의 전이에 해당하는 좁은 흡수봉우리가 조밀하게 나타나고, 각 진동에너지 상태에는 대단히 작은 각종 회전에너지에 해당하는 차를 가지는 봉우리가 나타난다. 그러나 액체나 고체 시료에서는 회전운동이 일어나지 못하게 되어 있기 때문에 거의 순수한 진동에너지의 좁은 흡수스펙트럼만이 나타난다. 복사선의 전기장의 파동은 쌍극자모멘트의 알짜변동이 있는 분자운동에 작용할 수 있고, 분자의 진동 및 회전운동에 변화를 일으킬 수 있다. 예를 들어 일산화탄소나 일산화질소와 같은 분자의 전하분포는 대칭적이 아니며, 한 개의 원자는 다른 원자보다 더 큰 전자밀도를 갖는다. 따라서 원자 중심들 사이의 거리가 변동하면 즉시 전하의 진동이 일어나고, 진동하는 전기장은 복사선의 전기장 파동과 상호작용을 하게 된다. 복사선의 진동수가 분자의 진동수와 일치할 때에는 에너지의 전이가 일어나고, 분자진동의 진폭이 변한다. 그 결과 복사선의 흡수가 나타나게 된다. 이와 비슷하게 비대칭 분자가 그 질량 중심의 주위로 회전할 때 주기적 쌍극자 변동이 일어나는 경우에는 복사선과 상호작용을 할 수 있게 된다. 한편, formula_2, formula_3, 또는 formula_4 와 같은 동일핵종 분자가 진동운동 또는 회전운동을 할 때에는 쌍극자모멘트의 알짜변화가 일어나지 않으므로, 이러한 화합물은 적외선을 흡수하지 않는다. 그리고 액체와 고체 상태에서 회전운동은 거의 일어날 수가 없고, 따라서 단지 진동 봉우리만이 나타날 뿐이다. 우리는 주로 용액과 고체의 스펙트럼을 취급하는데, 고체의 경우에는 회전효과가 거의 없다.
선량
등가선량(dose equivalent) 또는 선량당량은 방사선의 생물학적 효과를 나타내는 것으로 방사선의 종류와 에너지에 따라 생물에 미치는 방사선 영향이 각각 다르므로 흡수선량에 방사선가중치를 고려한다. 등가선량의 표준단위는 시버트(Sievert, Sv)를 사용하며, 구 단위로는 렘(Rem, 1Sv = 100rem)단위를 사용하였다.조사선량(照射線量)은 어떤 장소에서의 엑스선이나 감마선이 공기 중에서 이동하면서 만드는 양이온 또는 전자에너지양이다.
엑스선
고속전자가 원자에 충돌하면, 핵에 가까운 내측각의 전자가 튕겨나가 빈 자리를 만들고, 이 궤도에 외측의 각을 차지하고 있던 전자가 떨어져 채워진다. 에너지가 높은 궤도에서 낮은 궤도로 천이한 전자는 이 에너지 차이를 전자기파로 방사하고, 이것이 특성 엑스선이 된다. 외측 각의 전자가 K각으로 천이할 때에 방사되는 엑스선이 K계열의 스펙트럼을 만든다. 같은 방법으로, L계열, M계열로 계속되고, 이 순서로 파장이 길어진다.
콤프턴 산란
콤프턴 산란()이란 X선이나 감마선의 파장을 가진 광자가 전자와 상호작용하여 에너지를 잃는 비탄성 산란 과정이다. 1923년 아서 콤프턴이 최초로 이론적으로 설명하였다. 콤프턴 산란 실험은 빛이 파동-입자 이중성을 따른다는 사실을 보여준다. 콤프턴 산란과는 반대로 광자가 에너지를 얻는 과정을 역 콤프턴 산란()이라 부른다.
방사선
인체의 세포가 방사선에 의해 에너지를 받는 경우, 세포 DNA구조의 변형이 일어날 수 있다. 이때 방사선이 전달하는 에너지의 양이 아주 크면(500 mSv 이상) 많은 세포의 사멸로 인해 피부 홍반과 같은 즉각적인 건강이상 발생한다. 전달한 에너지의 양이 아주 크지는 않지만, 방사선 전달 에너지의 양이 기준치(100 mSv) 이상이면, 세포가 돌연변이 상태로 생존해 암 또는 유전이상으로 발전할 확률이 커진다. 이 건강이상 확률은 피폭된 방사선량 값에 선형적으로 비례한다. 반면 피폭량이 적은 경우, 세포자체의 효율적인 복구시스템으로 인해 아무런 이상이 나타나지 않는다[4][5].
황소자리 T형 항성
자외선 영역에서는 큰 밝기의 변화가 일어나며, X선 망원경에 의한 관측에 의하면, 어떤 별들은 급격하고 폭발적인 X선 영역의 밝기 변화가 하루에 10배 크기로 일어나고 있음이 밝혀졌다. 이와 같은 폭발은 광구에 활동이 활발한 영역과 관련된 플레어인 것 같다.
은하
자외선과 X-선을 이용하면 아주 높은 에너지가 발생하는 물리 현상을 관측할 수 있다. 자외선은 은하들에서 막 생성된 아주 젊은 별들의 분포를 연구하는 데 이용된다. 또한 먼 은하에서 별이 중심의 블랙홀로 빨려 들어가면서 강한 조석력 때문에 찢어지면서 내는 플레어를 관측하기도 한다.[92] X-선을 이용하면 은하단 내의 뜨거운 가스의 분포를 연구 할 수도 있고, 은하 중심의 아주 무거운 블랙홀을 검출할 수 도 있다.[93]
빌헬름 콘라트 뢴트겐
비록 새로운 광선은 뢴트겐 광선(Röntgen Rays)이라고 불렸지만, 뢴트겐은 X선라는 용어를 선호했다. 그의 발견으로부터 2주쯤 후에, 그는 아내의 손을 X선으로 찍었다. 그녀는 자신의 뼈를 보고 ‘나의 죽음을 봤다’고 외쳤다.
색
색 혹은 빛이라고 하는 것은 라디오나 텔레비전의 전파 또는 X선·감마선 등과 본질적으로 동일한 전자파의 일종이다. 인간의 색각은 넓은 스펙트럼을 갖는 전자기파인 빛의 특정 영역에 대해서만 감지할 수 있다. 이를 가시광선이라고 부른다. 각각의 파장역에 따라 적·황·청이라고 하는 색의 자극으로서 감수되는 것이다.
발암 물질
전자기 방사선의 모든 종류가 발암성을 가지지는 않는다. 전자기 스펙트럼에서 낮은 에너지 파장인 라디오파, 마이크로파, 적외선, 가시광선은 발암성이 없다. 많이 보고된 사례로 레이다 기술자들은 암의 위험에 지속적인 노출에 있다. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10926722 높은 에너지 파장인 자외선, x-ray, 감마선은 일정량 이상을 쬐면 암을 일으킬 수 있다. 
전기공해
전자파의 영향에 대해 다루기에 앞서 실험에 사용되는 세포들은 실험관에서 배양되었으며 인체 속 복잡한 현상들을 반영했다고 볼 수 없으며 그대로 인체에 미치는 영향이라고 단정지을 수 없다. 또한 인간을 직접 실험대상으로 실험할 수도 없는 것이라 더욱 애매하다. 그리고 송전선에 의한 전자파의 영향은 보통 역학 조사를 사용하여 연구되었으므로 결국은 그리 정확하다고 볼 수 없다. 여러 실험들에 의해 전자파는 인체에 백해무익함을 알았으나 ‘과연 생활 속 전자파들이 인체에 영향을 미칠 것인가?’의 답은 학계에선 섣부르게 결론짓지 못하고 있다.
뢴트겐 (단위)
뢴트겐은 X선이나 감마선의 단위를 나타내는 데 사용된다. 방사능이 생물체에 영향을 주는 정도를 측정하기 위해서 뢴트겐 값에 'Q값'(방사선의 종류에 따라 다름))을 곱한 렘이라는 단위도 사용된다. 렘 단위는 현재는 시버트로 대체되었다.
현대물리학
X선의 본질에 대한 고민 못지 않게 X선을 이용한 실험들도 현대물리학의 발전, 특히 원자 모형의 발전에 크게 기여했다. 과학자들은 X선을 이용하여 이온 상태로 만든 기체에 전기를 통하는 방법으로 물질의 특성에 대한 여러 가지 실험을 하였다. 이러한 기체 방전 실험의 대가였던 영국의 톰슨은 1897년에 모든 종류의 기체에서 발생하는 음극선이 음의 전기를 띠고 수소 원자 질량의 formula_5밖에 안되는 작은 입자들, 즉 전자의 흐름이라는 사실을 발견하였다. 그는 또 이 입자들이 실험에 사용한 기체의 종류에 관계없이 언제나 방출되는 것을 알아내고 물질을 이루는 근본 요소라고 결론 지었다. 그리고 양전기가 고루 퍼져 있고 그 사이에서 전자들이 박혀 있는 원자의 이른바 ‘푸딩 모형’을 제안하였다.
X연관 어린선
X연관 어린선 또는 스테로이드 설파타아제 결핍증, X열성 비늘증은 스테로이드 설파타아제 (steroid sulfatase, STS)의 선천적 결핍으로 생기는 피부 질환이며, 2000~6000 명 중의 1 명꼴로 남성에게서 발병한다. 
X연관 비늘증에서 나타나는, 마르고 비늘같은 피부는 STS 유전자의 삭제 또는 돌연변이에 의한 것이다. 이 질환은 인접유전자증후군으로 인해 많은 유전자가 삭제되는 과정에서 나타날 수도 있다. 주요 치료 목표는 피부 증상을 완화시키는 것이다. 
현대물리학
19세기를 통한 전자기학의 발전으로 빛의 파동설은 확고한 승리를 이룩한 것처럼 보였다. 하지만 이러한 승리는 그리 오래가지 못하였다. 빛의 파동설을 위협하는 실험 결과와 이론이 속속 등장했기 때문이다. X선의 본질에 대한 문제도 그 중의 하나였다.
빛
일반적으로 전자파, 또는 EMR은 라디오, 전자파, 빛, 자외선, X 선 및 감마선, 적외선, 가시 광선 영역으로 파장에 의해 분류된다. EMR의 동작은, 그 파장에 따라 달라진다. 높은 주파수는 보다 짧은 파장을 가지며, 더 낮은 주파수는 더 긴 파장을 갖는다. EMR 단일 원자와 분자와 상호 작용하면, 그 동작은 운반 양자 당 에너지의 양에 의존한다. 가시광 영역의 EMR은 분자의 결합 또는 화학적 변화로 이어질 분자 내의 전자의 여기를 야기 할 수 있는 에너지의 하단부에 아르 퀀텀 (불리는 광자)로 구성된다. 가시 광선 스펙트럼의 하단에서, EMR 사람 (적외선)의 광자가 더 이상 인간의 망막에 시각적 분자 망막에서 지속 분자 변화 (형태의 변화)를 야기하기에 충분한 각각의 에너지가 없기 때문에 보이지 않는 변화는 비전의 감각을 트리거한다. 가시 광선 스펙트럼의 하단에서 EMR은 사람(적외선)의 광자는 더 이상 인간의 망막 시각 분자 망막의 지속 분자 변화 (컨 포메이션의 변화)를 일으킬 정도로 개별 에너지를 가지고 있지 않은 위해서 보이지 않는 수정 사항은 비전의 감각을 트리거한다. 양자에 의해 흡수 뿐 아니라 적외선의 다양한 유형의 민감한 동물들은 존재한다. 뱀의 적외선 감지 세포의 물은 작은 패킷이 적외선에 의해 온도가 상승하는 자연 열 화상의 종류에 따라 달라진다. 이 범위의 EMR이 동물이 분자 진동 및 난방 효과를 발생해 감지하는 방법이다. 가시광선의 범위보다도 자외선은 360nm~400nm 이하 각막 내부렌즈에 의해 흡수되기 때문에 사람에게는 보이지 않는다. 거기에다가 사람 눈의 망막에 있는 간상체와 추상체는 매우 짧은 검출을 하고 자외선에 의해 손상을 입는다.
코로나 방전
일상생활에서 코로나는 송전선 근처에서 볼 수 있으며 청각적 잡음과 전자적 잡음을 생성한다. 또한 전력 손실을 발생하고, 대기 입자와 반응하여 오존과 NOx 화합물을 생성한다. 이에 송전선이 지나가는 지역의 사람들의 건강에 해로울 수 있다고 주장되고 있으나, 실제 코로나의 발생은 전력기기가 집중적으로 설치된 변전소에 비해 그 크기가 매우 미미하다. 또한 송전선은 그 높이가 대부분 지상 15m 이상에 설치되며 건축물과 상당한 거리를 두므로 송전선에 의한 코로나가 주변 거주인들의 건강에 영향을 미친다는 것은 입증된 바 없다. 또한 송전 설비는 코로나 방전에 의한 전력손실을 줄이기 위해 코로나의 발생을 최소화하도록 설계 시공된다. 코로나에 의한 전자적 잡음은 라디오나 TV의 수신에 영향을 미치기도 한다.
회절
간섭현상으로서의 회절 현상으로는 가시광이 회절격자에 의해 반사되는 경우, 엑스선이 고체 결정에 의해 반사되는 경우, 파장이 좁은 틈을 지날때 생기는 1~2차 회절 현상 등이 있다.
자외선 파탄
자외선 파탄은 고전적 통계역학의 에너지 등분배법칙에서 비롯되었다. 이에 따르면 모든 조화 진동자는 평형계 내에서 평균에너지 formula_1 를 가진다. 예를 들기 위해 Mason의 "A History of the Sciences"에 따라, 다양한 모형을 가지는 끈을 가져와 보자. 끈은 고유 진동자여서 길이에 따른 고유진동수가 있으며, 이 진동수를 따라 진동한다. 고전역학에 따르면, 방사체의 에너지는 이 고유 진동자처럼 행동한다. 모든 모형에서 에너지는 같으므로, 진동수가 크고 파장이 짧을수록 에너지가 클 것이다.
가시광선
빛에는 여러 가지 정보가 포함되어 있다. 발광체로부터 나오는 빛의 파장 분포는 발광체의 성질을 알아볼 수 있는 중요한 정보를 준다. 스스로 빛을 내지 않을 경우에는 그 물체에 빛을 통과시키는 것으로 그 파장 분포의 변화를 알 수 있고, 그 변화로부터 물질의 특유한 정보를 알 수가 있다. 파장 분포 뿐만 아니라 편광면의 회전이나 강도의 시간적 변화 등을 재는 것도 정보를 아는 데에 중요하다. 그러나 역시 빛의 파장에 대한 강도 변화, 다시 말해서 파장 분포를 알아야 하는 것이 가장 중요하다. 이것을 위한 연구 장치를 분광기라고 하는데 보통 3부분으로 되어 있다. 즉, 광원·분산계·감지기가 그것이다.
엑스선
더 긴 수명 및 더 높은 관전류를 쓸 수 있음
적색편이
어떤 물체의 적색편이는 그 물체가 내는 빛의 스펙트럼을 얻은 후, 그 스펙트럼에서 이미 알려져 있는 특징들을 그 물체가 정지해 있을 때의 스펙트럼과 비교함으로써 측정할 수 있다. 만약 이 스펙트럼이 방출선 또는 흡수선을 포함하고 있다면, 관측된 선 스펙트럼의 파장과 실험실에서 측정한 움직이지 않는 광원이 내는 파장을 비교함으로써 아래의 표와 같이 적색편이 값을 결정할 수 있다. 예를 들어, 오른쪽 위의 그림에서처럼, 멀리 떨어져 있는 은하의 스펙트럼에서 흡수선(그림에서는 가로로 된 검은띠로 보인다)이 관측되었다고 하자. 이 스펙트럼을 정지해 있는 물체(여기서는 태양)가 내는 스펙트럼과 나란히 비교하면 화살표가 보여주듯이 같은 패턴을 가진 흡수선들 전체가 파장이 긴 쪽으로, 다시 말해 붉은색 쪽으로, 이동해 있음을 볼 수 있다. 이러한 흡수선들은 별들이 내는 빛이 어떤 특정한 원소들로 이루어진 가스[주 1] 를 통과하면서 그 원소들이 특정 파장의 빛만 선택적으로 흡수하기 때문에 발생한 것이다. 이러한 흡수선들의 패턴이 발견되면, 실험실에서 측정해 두었던 원소의 파장과 비교하여 파장이 길어진 정도를 다음과 같이 계산한다.
햐쿠타케 혜성
X선이 방출되는 원리는 두 가지 원리가 합쳐졌다고 추측되며, 태양풍의 하전 입자와 혜성에서 방출되는 입자 간의 상호작용이 중요한 작용을 보인다. 천체가 X선을 반사하는 것은 달 등 매우 흔하게 찾아볼 수 있지만, 햐쿠타케 혜성에서 방출되는 먼지 수를 최대치로 잡아도 먼지들이 매우 옅고 퍼져 있기 때문에 방출되는 X선의 양을 설명할 수 없다. 추후 2000년에 찬드라 X선 망원경을 통한 혜성 C/1999 S4 관측에서, 혜성에서의 X선 방출의 원인은 태양풍에 포함된 탄소, 산소, 질소 이온과 혜성의 중성 물, 산소 및 수소가 서로 충돌하여 발생한다는 것이 밝혀졌다.
엑스선
엑스선을 투과력에 따라 분류할 수도 있다. 약 0.12 ~ 12 킬로전자볼트는 연엑스선(soft X-ray), 약 12 ~ 120 킬로전자볼트는 경엑스선(hard X-ray)으로 부른다.
엑스선
엑스선 결정학은 원자들이 밀집된 결정에 방사했을때 입사된 엑스선 회절의 패턴을 기록하고 분석하여 그 결정의 격자구조를 파악하고 나아가, 그 물질만의 특성을 파악하는 학문이다.
X선 분광학
X선 분광학은 X선을 이용하여 물질의 전자 구조를 결정하는 여러 분광학 기술을 통합하여 가리키는 말이다.
빛
1900년 막스 플랑크는 흑체복사를 설명하려고 시도했다. 빛이 비록 파동일지라도 이 파동은 그들의 주파수에 관한 유한한 양의 에너지를 얻거나 잃을 수 있다고 제안하였다. 플랑크는 (라틴어에서 “얼마나 많은”이라는 뜻) 빛 에너지의 “양자”, “덩어리”라고 불린다. 1905년 아인슈타인은 광전 효과를 설명하기 위해 빛 양자의 개념을 사용하고 이 빛 양자가 “진짜” 존재했다고 제안하였다. 1923년 아서 홀리 콤프 턴은 파장 변화가 저가동의 X-레이가 흩어져 보인다고 보였다. 지금은 파동이론이지만 전자가 X-레이의 입자 이론에 의해 설명되었다 1962년 길버트 N 루이스는 liqht quanta particles photons라고 이름 붙였다. 결국 양자 역학의 현대이론은 입자와 파동 둘로부터 왔다. 대신 현대 물리학은 거시적인 입자, 때로는 다른 거시적인 물, 파도의 한 종류로 수학적으로 설명 할 수 있는 무언가로 빛을 보고 있지만 실제로는 완전히 상상 할 수 없는 무언가이다. 가시광은 주파수 안의 중간을 차지한다. 이것은 쉽게 파동 혹은 입자 모델 때로는 두 가지 모두를 사용하여 기술하여 실험에 표시될 수 있다.
등압선
등압선(等壓線)은 일기도에서 같은 기압의 점들을 이은 선으로, 일기도를 해석할 수 있다. 넓은 지역의 기압 분포를 한눈에 볼 수 있고, 날씨를 이해하는데 도움이 된다. 등압선의 간격이 좁을 수록 바람이 강하게 불고, 바람은 지구 자전의 영향으로 등압선이 비스듬하게 보인다.
마이클 패러데이
편광에 미치는 자기장의 영향에 대해 발견한 후, 패러데이는 자기력선이 실제로 물리적인 의미를 가지고 있다고 믿었다. 반자성체의 특이한 현상을 기존의 자극으로 설명하기 힘들었고, 이것이 패러데이와 자성은 전극의 성질이라고 믿고 있었던 빌헬름 에두아르트 베버와 논쟁하게 되었다. 1848년 패러데이는 자석의 영향으로 인한 반자성체의 변화를 조사하기 위한 실험을 시작하였다. 그는 결정이 일정한 방향으로 정렬되어있다는 것을 발견하였고, 이 현상은 기존의 척력과 인력의 개념으로 설명할 수 없다는 것을 깨달았다. 이 실험 보고서에서 패러데이는 처음으로 위치에 따라 두 개의 자극으로부터 받는 영향이 달라진다는 개념의 자기장을 언급하였다.
감마선 분광법
감마선분광법은 감마선 에너지 스펙트럼에 대한 정량적 연구이다. 감마선은 고에너지를 가지고 있는 전자기파로서 물리적으로는 높은 광양자 에너지 또는 진동수(더 적은 파장)를 가진것을 제외하곤 X선, 가시광선, 적외선과 같다.(낮은 준위의 전자기파가 많은 낮은 에너지 준위로 구성되어 관측되는 반면, 감마선은 일반적으로 높은 에너지 준위를 가지고 있어서 입자성이 강하여 개개로 관측된다.) 가이거 계수기와 감마선 측정기는 오로지 비율만을 측정할 수 있다.(단위 시간당 감마선이 감지기에 도달한 갯수만을 측정), 또한 감마선분광기는 방출된 감마선으로 부터 감마선 광양자의 에너지를 측정 할 수 있다. 방사성 핵(방사성핵종)은 일반적으로 수keV에서 10MeV까지의 에너지 준위를 가진 감마선을 오랜기간동안 방출한다. 천체물리학이나 미립자 물리학에서 고에너지(1TeV이상)에서 연속적인 스펙트럼이 관찰되는 것에 비해, 방사성 핵에서 방출 된 감마선은 전형적으로 "라인스펙트럼"을 만든다.(이유인 즉, 양자화된 에너지로 많은 광양자가 방출 되기 때문이다) 감마선과 X선의 경계는 모호 하지만 감마선이 20keV이하의 핵에서의 낮은 준위의 에너지를 방출하는 전자기파를 의미하는데 반면 X선이 일반적으로 100 Kev이상의 원자에서 방출된 고 에너지의 전자기파를 의미한다,
찰스 글러버 바클라
그는 X-선 산란의 법칙과 물질을 통과하는 X-선의 투과와 파생되는 2차 광선의 들뜬 상태를 설명하는 법칙들을 이끌어 냈다.
원소들에 대한 특성 X-선의 발견으로 1917년 노벨 물리학상을 수상하였다. 같은해, 왕립 학회의 Hugges 메달도 받았다.
오조니아
자외선 C 스펙트럼 (200 ~ 280 nm) 에서 254nm의 파장이 미생물을 비활성화 시키는 데에 가장 효과적인 것으로 알려져 있다. 이는 254 nm 파장이 헥산 (DNA와 RNA)을 손상 시킴으로서 미생물들의 복제 능력을 방해하기 때문이다.
검은과부거미 펄서
후에 이 대상의 관측은 H-alpha 선에서의 활모양충격파와 찬드라 엑스선 관측선에서 관측된 결과 작은 크기에서의 쇼크는 X-선을 보였다.
2010년에는 중성자별이 높은 질량을 가지는데 대략 태양 질량의 2.4배라고 하고 아마 태양의 질량보다는 1.66배 높은 것으로 보고되었다.
오존층
그 후 여러 과학자들에 의해 오존의 생성과 파괴시 150 ~ 320nm의 자외선을 흡수한다는 것이 밝혀졌다.
오존층에서 오존의 농도가 매우 작더라도 이것은 태양으로부터 방출되는 생물학상에 해로운 자외선 복사를 흡수하기 때문에 실로 삶에 중요하다.
자외선 복사는 이것의 파장에 의거하여 3가지의 범주로 나뉜다: UV-A(400-315nm), UV-B(315-280nm), 그리고 UV-C(280-100nm)
인간에게 매우 해로운 UV-C는 대략 35km의 고도에 오존에 의해 완전히 차단된다. 피부에 유해하고 햇볕에 타는 주된 원이 되는 UV-B 복사에 과도하게 노출되면 유전학상의 손상을 유발하여 그 결과 피부암과 같은 문제가 생길 수 있다. 오존층은 UV-B의 차단에 매우 효율적이다: 지구의 표면에서 강한 290nm파장의 복사는 대기의 맨 꼭대기에서보다 350x10억배 더 약하다. 그럼에도 불구하고, 약간의 UV-B는 표면에 도달한다. 대부분의 UV-A는 표면에 도달하는데 이 복사는 주목할 정도로 유해하진 않지만 이것은 잠재적으로 유전학상의 손상을 유발할 수 있다.
은하군 및 은하단
은하단은 은하군보다 더 큰 무리이다. 둘 사이의 뚜렷한 경계선이 없긴 해도 말이다. 가시적으로 관측할 때, 은하단은 서로의 중력에 의해 붙잡힌 은하의 무리처럼 보인다. 그러나, 이들의 운동속도는 너무 커서 상호간의 중력에 의해서속박되어 남아있을 수가 없다. 이는 보이지 않는 추가적인 질량 요소나 중력 외의 인력, 둘 중 하나의 존재를 암시한다. X-선 연구는 은하단내부물질로 알려진 많은 양의 은하간가스의 존재를 드러낸다. 이 가스는 10~10 K으로 매우 뜨거워서 제동복사와 원자의 선방출 방식으로 X-선을 방출한다. 가스의 총질량은 은하들의 총질량의 거의 두배만큼 크다. 그러나 이 마저도 은하단에서 은하가 유지될 수 있는 충분한 질량에 미치지 못한다. 은하단의 중력장 전체에서 이 가스는 거의 유체 정역학 평형상태에 있기 때문에, 총질량 분포를 측정할 수 있다. 이 측량으로부터 추정된 총질량은 은하 또는 뜨거운 가스의 총질량보다 대략 여섯 배나 크다는 것이 밝혀졌다. 불명의 요소는 암흑물질로 알려져 있고, 성질에 관해서는 불명이다. 일반적인 은하단에서 아마 총질량의 5%만이 은하를 구성하고 있고, 10%는 뜨거운 X-선 방출 가스를 구성하며, 나머지는 암흑물질이다. 브라운슈타인과 모팟은 암흑물질 없이 X-선 은하단을 설명하는 수정된 중력이론을 이용했다. 총알 은하단의 관측은 암흑물질의 존재에 관한 가장 강력한 증거이다. 그러나, 브라운슈타인과 모팟도 수정된 중력이론 역시 은하단의 특징을 설명할 수 있다는 것을 보여주었다.
전파
파장은 주기적으로 나오는 파동의 마루와 마루 사이, 또는 골과 골 사이의 거리를 말하며, 주파수에 반비례한다. 전파가 진공 상태에서 1초에 이동하는 거리는 299,792,458 m (983,571,056 피트)를 파장 수로 나눈 값이 1 헤르츠(Hz)이다. 1 MHz의 전파 신호는 299.8 m (984 피트)의 파장을 가지고 있다.
자외선 파탄
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테라헤르츠파
엑스선과 달리 테라헤르츠파는 조직과 DNA에 손상을 입히기에는 광자 에너지가 상대적으로 낮은 편이다. 일부 주파수 대역의 테라헤르츠파는 수분 함량이 적은 조직(이를테면 지방 조직)을 수 밀리미터 정도 투과했다가 거꾸로 반사할 수 있다. 또, 테라헤르츠파는 특정 조직의 수분 함유량과 밀도 차이를 탐지할 수도 있다. 일부 기법들을 이용하면 인체에 손상을 입히거나 고통을 주지 않는 차원에서 상피암을 효율적으로 발견해낼 수 있다. 일부 주파수 대역의 테라헤르츠파는 치아의 3차원 화상을 촬영하는 데 사용할 수 있으며 전통적인 엑스선 촬영과 견주어 더 정교한 편이다.
앙리 베크렐
다시 실험에 몰두한 베크렐은 1986년 5월 우라늄염이 사진작용이나 형광작용, 공기 중에서의 전리작용을 한다는 사실을 밝혀내고, 이 현상이 뢴트겐이 발견한 X선의 성질과 비슷하다고 결론을 내렸다. 다만, 뢴트겐처럼 특별한 장치를 이용한 것이 아니었기에 우라늄염 자체에서 광선이 나온다는 점이 X선과 다르다고 했다. 베크렐은 이 광선에 '베크렐선'이라는 이름을 붙였다. 우라늄화합물(나중에 방사성물질로 밝혀짐)에서 방사선(당시에는 베크렐선)이 확인되는 순간이었다.
천문학
X-선 천문학은 엑스선 파장대의 빛을 내는 천체를 연구하는 학문이다. 전형적으로 X-선은 매우 뜨거운 천체들로부터 싱크로트론 복사, 제동복사(), 그리고 흑체복사()의 형태로 방출된다. X-선은 지구대기에 의해 흡수되기 때문에, 높은 고도로 띄우는 풍선, 로켓, 비행선을 이용하거나 우주망원경 형태로 관측이 이루어지고 있다. 잘 알려진 X-선 천체로는 엑스선 이중성, 펄서, 초신성 잔해, 타원은하, 은하단, 활동은하핵 등이 있다.
자외선 파탄
막스 플랑크는 분광밀도 함수에 이상한 가정을 함으로써 올바른 형태를 이끌어 내었다. 플랑크는 전자기파가 '양자'라 불리는 각각의 덩어리 형태의 에너지만을 흡수하거나 방출할 수 있다고 가정했다. 여기서 에너지 E는
X밴드 레이다
X밴드 레이다는 X 밴드 주파수(파장: 2.5cm가량)를 사용하는 레이다를 말한다.