How big is X Işını Dalga Boyu?

X ışınları, gözün göremediği bir ışık biçimidir; görünür ışıktan çok daha fazla enerjiye ve çok daha kısa dalga boylarına sahiptir. Bu site, dalga boyu 0,5 nanometre (500 pikometre) olan bir X ışınını gösterir; bu değer X ışını aralığının rahatça içindedir. Dalga boyu, bir dalganın bir tepesinden sonrakine olan uzaklıktır; bir nanometre ise bir metrenin milyarda biridir.

Dalga boyu

NASA, X ışını dalga boylarını 0,03 ile 3 nanometre arasında veriyor. Uzun uçta X ışınlarının yanında morötesi ışık, kısa uçta gama ışınları yer alır.

Kaynaklar bu sınırları farklı yerlere çizer. NASA’nın başka bir sayfası X ışınlarını bunun yerine enerjiye göre tanımlar; bu da yaklaşık 0,012–12 nanometrelik dalga boylarına denk gelir. Bu sitedeki 0,5 nanometre her iki aralığın da içine düşer.

Bilim insanları X ışınlarını genellikle dalga boyuyla değil enerjisiyle anlatır; bunun bir nedeni de dalga boylarının çok küçük olmasıdır. Işık, foton denen küçük enerji paketleri hâlinde yol alır. Dalga boyu ne kadar kısaysa her fotonun taşıdığı enerji o kadar fazladır. X ışınları, görünür ışığı soğuran birçok maddenin içinden geçebilir.

Boyut karşılaştırmaları

0,5 nanometrelik bir dalga boyu, en büyük atomlardan biri olan bir sezyum atomunun genişliğiyle yaklaşık aynıdır.
Gözün görebildiği en kısa dalga boylu görünür ışık olan mor ışığın dalga boyu yaklaşık 400 nanometredir; bu, X ışınının dalga boyunun 800 katıdır.
Uç uca dizilen bu dalga boylarından yaklaşık 160.000–200.000 tanesi, bir insan saçının kalınlığını baştan başa kaplardı; saç 0,08–0,1 milimetre kalınlığındadır.
Bu X ışınının her fotonu, dalga boyu 500 nanometre olan görünür ışığın bir fotonunun 1.000 katı enerji taşır.

X ışınları nasıl keşfedildi

Wilhelm Röntgen, X ışınlarını 1895’te keşfetti. Seyreltilmiş gaz içeren bir cam tüpten elektrik geçiriyordu ve tüpü örtmüştü. Yakındaki ışığa duyarlı bir ekranda, örtüden geçebilen yeni türde bir ışınımın yol açtığı soluk bir ışık belirdi. Röntgen 1901’de Nobel Fizik Ödülü’nü aldı.

Röntgen, ellerden ve kollardan geçen X ışınlarının içerideki kemiklerin ayrıntılı görüntülerini oluşturduğunu fark etti. Kemikler yoğundur ve deriden daha çok X ışını soğurur. Bu yüzden X ışını filminde kemikler gölge bırakır, deri ise neredeyse saydam görünür.

X ışınları atomların yerini nasıl gösterir

Küçük, birbirine çok yakın aralıklardan geçen dalgalar, kırınım deseni denen bir desen oluşturur. 1912’de Max von Laue, bir kristaldeki düzenli atom sıralarının X ışınlarına da aynısını yapacağını öne sürdü. Deneyler onu haklı çıkardı ve X ışınlarının dalga gibi davrandığını gösterdi. Laue, 1914 Nobel Fizik Ödülü’nü aldı.

Ardından William Bragg ile oğlu Lawrence, bir X ışınının dalga boyunun ve açısının atom katmanları arasındaki aralıkla nasıl ilişkili olduğunu buldu. Bu, bir kristaldeki atomların nerede durduğunu hesaplamayı mümkün kıldı. Baba oğul 1915 Nobel Fizik Ödülü’nü paylaştı.

X ışını teleskopları neden uzayda

Dünya’nın atmosferi X ışınlarını soğurur; bu yüzden X ışını teleskopları atmosferin üstünde çalışmak zorundadır. X ışınları, dik çarptıkları bir aynadan yansımaz; bu yüzden bu teleskoplar, X ışınlarının küçük bir açıyla (yüzeyi sıyırarak) çarptığı aynalar kullanır. NASA’nın Chandra X Işını Gözlemevi yaklaşık 0,12–12 nanometrelik dalga boylarını algılar; bu aralık 0,5 nanometreyi de içerir. Uzayda X ışınları, milyonlarca derece sıcaklıktaki nesnelerden, örneğin kara deliklerin çevresindeki gaz disklerinden gelir.