¿Los rayos X y la radiación gamma están hechos de fotones, y qué los hace actuar de manera diferente?

En 1905, Einstein demostró que cuando la luz de una frecuencia particular [matemática] ν [/ matemática] caía sobre ciertos metales, podía expulsar electrones sueltos de la superficie del metal. Este fenómeno, conocido como el efecto fotoeléctrico, demuestra sin lugar a dudas la naturaleza de las partículas de la luz; porque solo si la luz se comportara como una partícula sería capaz de expulsar un electrón.

Sin embargo, los rayos gamma tienen energías aproximadamente [matemáticas] 10 ^ 8 [/ matemáticas] veces mayores que la luz visible y pueden penetrar más profundamente y expulsar electrones de las órbitas internas de un átomo, lo que produce centelleos en lo que se llama el efecto Compton. Aquí, también, los rayos gamma se comportan como paquetes de energía, fotones, para eliminar estos electrones.

La conclusión es que toda la radiación en el espectro electromagnético está formada por fotones. Los rayos X y los rayos gamma, que son formas de radiación electromagnética, siguen la dualidad onda-partícula.

Por lo tanto, su energía puede ser representada por la relación de Planck [matemática] E = hν [/ matemática], donde ν es la frecuencia de la onda, que está entre [matemática] 30 * 10 ^ {16} [/ matemática] y [ matemática] 30 * 10 ^ {19} [/ matemática] Hz para rayos X, mientras que está por encima de [matemática] 30 * 10 ^ {19} [/ matemática] Hz para rayos Gamma.

Además, dado que también se representan como paquetes de energía (fotones), su momento puede ser dado por la ecuación de De Broglie: [matemáticas] λ = h / p [/ matemáticas], donde p = el momento del fotón y h es Constante de Planck.

Entonces, ¿qué los hace actuar de manera diferente?

Además de las diferencias obvias en frecuencia y la consiguiente energía, sus fuentes de origen los hacen actuar de manera diferente. Por ejemplo, los rayos X se originan debido a las transiciones de los electrones de la órbita interna.

[math] L_α, L_β [/ math], etc. son rayos X que se originan a partir de transiciones electrónicas en la capa L de un átomo, mientras que [math] K_α, K_β [/ math] son ​​rayos X generados debido a transiciones en el K shell.

Sin embargo, los rayos gamma son de naturaleza nuclear y se originan debido a núcleos inestables. Esto los hace más enérgicos y poderosos que los rayos X.

Aquí hay una tabla consolidada de todas las bandas y sus energías correspondientes en el espectro EM:

Imágenes:

Fuentes: http: //www.lanl.gov/orgs/n/n1/pa…

Detectores de rayos X y electrónica

Los rayos X y los rayos gamma (radiación gamma) son ambos tipos de radiación electromagnética. La radiación electromagnética o “luz” (sin importar su longitud de onda) son fotones. Sería incorrecto decir que la luz está hecha de fotones porque los fotones son partículas de luz que tienen una dualidad onda-partícula (esto significa que se comportan como una partícula y onda). Si bien los rayos X transportan una gran cantidad de energía (más que la luz ultravioleta o la luz visible), no son tan potentes como los rayos gamma. Los rayos X tienen una longitud de onda más larga que los rayos gamma porque transportan menos energía. También se emiten desde diferentes fuentes como resultado de diferentes procesos.

Para resumir, los fotones son partículas de luz (infrarroja, ultravioleta, rayos X, rayos gamma, etc.) y actúan de manera diferente porque tienen diferentes cantidades de energía.

¡Espero que esto ayude y por favor haga preguntas de seguimiento si tiene alguna!

La diferencia en toda la luz y la radiación se debe a la velocidad de rotación o la energía cinética de los componentes de monocarga. Cuanto mayor sea la velocidad de rotación, dándole mayor KE rotacional y global (lineal y rotacional), mayor será su frecuencia y menor será su longitud de onda (distancia cubierta durante una rotación constituyente).

La tercera referencia que se proporciona a continuación proporciona un modelo físico de fotones reales para una mejor comprensión:

Teoría general del universo de MC Physics: https://mcphysics-gut.quora.com/

MC Physics: Charged Universe – Documento de formación de materia en http://viXra.org/abs/1712.0523

Kenneth D. Oglesby, ” MC Física: modelo de un fotón real con estructura y masa “, un artículo de la categoría de física de partículas de alta energía viXra, http://vixra.org/pdf/1609.0359v1 … y su resumen en el modelo físico de un Fotón real con subestructura y masa

Kenneth D. Oglesby, “Modelo de Física MC de Partículas Subatómicas utilizando Mono-Cargas”, http://viXra.org/pdf/1611.0080v1.pdf y su resumen en http://viXra.org/abs/1611.0080

Kenneth D. Oglesby, “MC Physics- Fundamental Force Unification using Mono-Charges”, un artículo de la categoría de física nuclear y atómica viXra, http://vixra.org/pdf/1701.0002v1 … y su resumen en http: // viXra. org / abs / 1701.0002

Kenneth D. Oglesby, “MC Physics – Force Unification Using Mono-Charges- Supplemental”, un artículo de la categoría viXra Nuclear and Atomic Physics, http://viXra.org/pdf/1701.0681v1.pdf y su resumen en http: // viXra.org/abs/1701.0681

Muchas buenas respuestas a continuación que hablan de radiación electromagnética (fotones). Pero con la esperanza de agregar algo más útil a la conversación …

Realmente hay dos formas de definir la diferencia entre gammas y radiografías. El primero es con la energía del fotón (cubierto ampliamente en otras respuestas). La segunda forma, y ​​más correcta, es cómo se formó el fotón.

Se forma una radiografía por el desplazamiento de los electrones de la capa inferior, mientras que se forma un rayo gamma a través de un proceso en el núcleo del átomo (o rayos cósmicos que de todos modos hacen trampa)

Se forman varios rayos gamma a muy bajas energías (relativamente hablando) dentro del rango tradicional de rayos X, pero debido a que es muy difícil determinar la fuente de un fotón a menos que esté ejecutando un experimento controlado, a menudo se generaliza al fotón. discusión energética.

En cuanto a la pregunta, realmente no hay diferencia en los fotones en sí mismos aparte de cómo se formaron y qué energía son. Esto sería similar a una discusión sobre la luz roja y azul. Debido a la diferencia de energía (frecuencia) en los fotones rojo y azul, interactúan con la materia de manera ligeramente diferente. Aquí es donde normalmente entraría una discusión sobre los prismas, pero bueno, simplemente no tengo ganas de ir allí.

A energías fotónicas muy altas (hablando de rayos X y gammas nuevamente), su probabilidad de ser absorbido o dispersado comienza a disminuir en gran medida. Es por eso que las máquinas de rayos X funcionan, son capaces de capturar ciertos fotones y determinar a través de una imagen, cuánta absorción tuvo lugar. A energías muy altas, no interactúas mucho con la materia, esto tiene mucho que ver con las características de resonancia dentro de los átomos. Estás moviéndote tan rápido que nada en el átomo puede mantener el ritmo para que ocurra una transferencia de energía (absorción).

Espero que esto ayude a su comprensión de alguna manera.

Sí, ambos consisten en fotones, en experimentos sobre la interacción pero también, en experimentos sobre la trayectoria del rayo, son ondas. Las diferencias son la frecuencia de la onda y la energía del fotón.
La energía E de un fotón es igual a la frecuencia de la onda, que se observa con la letra griega para N, nu, escribo f porque no tengo el alfabeto griego en el teclado, multiplicado por la constante de Planck, h.
E = fh

Los rayos X y la radiación gamma son solo radiación electromagnética. Son clasificaciones arbitrarias dentro del espectro electromagnético que hemos aplicado. La diferencia es solo la frecuencia del fotón, que significa la energía del fotón. La radiación gamma es de 10 exahertz (> 10 ^ 19 Hz) mientras que los rayos X están dentro del rango de 30 petahertz a 30 exahertz (3 × 10 ^ 16 Hz a 3 × 10 ^ 19 Hz).

Como puede ver, hay una superposición, pero nuevamente son solo etiquetas que estamos aplicando.

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