可視光線とX線の比較

X線は医療に使われる電磁波の一種であり、スペクトルの概念は物理学の研究に非常に有用である。可視光線の最も分かりやすい用途は、人間の視覚である。今回は、X線と可視光線とは何か、その定義、用途、可視光線とX線の生成、最後に可視光線とX線の違いについて説明します。

エックスレイ

X線は電磁波の一種です。電磁波はそのエネルギーによって、X線、紫外線、赤外線、可視光線、電波などいくつかの領域に分けられる。私たちが見ているものはすべて、電磁波の可視領域によるものです。スペクトルは、電磁波のエネルギーに対する強さをグラフにしたものです。X線の波長は0.01 nmから10 nmである。真空中の光速をC、電磁波の周波数をf、電磁波の波長をλとすると、C=fλの式に当てはめると、X線の周波数範囲は30MHz（3×1016Hz）～30Hz（3×1019Hz）となる。

X線は、高エネルギーの電子ビームを金属に衝突させることで発生するもので、X線回折を利用して体内の様子を知ることができる。電子が急激に減速することで、高エネルギーの光子が放出される。これが制動放射です。また、高エネルギー電子は、内側のエネルギー準位にある結合電子を叩く。外側のエネルギー準位にある電子は、より低いエネルギー準位に運ばれ、原子を安定化させる。これにより、特定の波長で特徴的なピーク発光が得られる。

可視光線

可視光線は、人間の視覚の基礎となるものであり、最も有用な電磁波であることは明らかである。可視光線という名称は、人間の視覚そのものに由来しています。可視光線は主に7色に分けられますが、その間に無数の色が存在します。主な7色は、紫、藍、青、緑、黄、橙、赤です。可視光は390～750nmの波長域で、他の電磁波に比べて非常に小さい波長域である。スペクトル全体となると、人間の目は非常に狭い範囲の光しか見ることができません。可視光線は、低エネルギーの赤外線と高エネルギーの紫外線を境にしています。

X線と可視光線の違いは何ですか？

-X線は高エネルギーの電磁波ですが、可視光は中エネルギーの電磁波です。

-可視光線のスペクトルは、X線に比べ非常に狭い。