En 1895 W.C. Roentgen descubrió accidentalmente los rayos X cuando realizaba experimentos con los tubos de Hittorff-Crookes (o simplemente tubo de Crookes) y la bobina de Ruhmkorff. Analizaba los rayos catódicos para evitar la fluorescencia violeta que producían los rayos catódicos en las paredes de un vidrio del tubo.
La primera prueba con humanos la realizó él mismo exponiendo la mano de su esposa durante quince minutos a estos rayos.
Al revelar la placa de cristal, apareció una imagen histórica en la ciencia. Los huesos de la mano de su esposa, con el anillo flotando sobre estos: la primera imagen radiográfica del cuerpo humano. El descubridor de estos tipos de rayos tuvo también la idea del nombre. Los llamó "rayos incógnita", o lo que es lo mismo: "rayos X" porque no sabía que eran, ni cómo eran provocados.
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| Primera radiografía del cuerpo humano |
OBTENCIÓN DE LOS RAYOS X.
El dispositivo generador de rayos x consta básicamente de un tubo en el cual se ha efectuado el vacío y se encuentra dispuestos los siguientes elementos:
- un cañón de electrones.
- un anticátodo
Asociados al tubo están una fuente de alimentación estabilizada que suministra el voltaje acelerador (Va), el voltaje de enfoque del haz y la corriente de filamento para la emisión de electrones por efecto termoiónico.
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| Efecto Termoiónico |
PROPIEDADES DE LOS RAYOS X
- Son ondas electromagnéticas.
- Se propagan en línea recta.
- La velocidad de propagación es similar a la de la luz.
- Excitan la fluorescencia en determinadas sales.
- Producen la ionización de los gases.
- Impresionan las películas fotográficas.
- Pueden atravesar materiales opacos a la luz.
- La naturaleza de los rayos x (longitud de onda) depende del metal del ánodo (anticátodo) y del voltaje aplicado.
LOS RAYOS X EN LA CRISTALOGRAFÍAMax von Laue sugirió que la estructura periódica de un cristal podría usarse para difractar los rayos x. Esta proposición se basaba en tres hipótesis:
- Las partículas de los cristales poseen un ordenamiento periódico.
- Los rayos x son ondas electromagnéticas.
- La longitud de onda de los rayos x es del mismo orden de magnitud que la distancia que se repite en los cristales.
Max von Laue (Pfaffendorf, 1879 - Berlín, 1960) Premio nobel de Física 1914
MÉTODOS DE DIFRACCIÓN DE RAYOS X:
-MÉTODO VON LAUE:Se utiliza un monocristal estacionario de 0.1 a 1mm de espesor. Una placa fotográfica, encerrada en un sobre a prueba de luz, situada a una distancia conocida del cristal. El haz de rayos x incidente es policromático.
Desventaja: Los rayos x no distinguen entre extremos opuestos de un eje polar u así los efectos de difracción introducen siempre un centro de simetría.
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| Método de Laue por reflexión |
-MÉTODO DEL POLVO:
Se utiliza polvo fino cristalino, cámara de difracción de polvo y el haz incidente es monocromático.
Este método no es recomendable cuando se estudia cristales de baja simetría.
La fotografía de polvos de rayos X es una propiedad característica de una sustancia cristalina y por ello se ha empleado como un método de identificación y comparación, especialmente, en mineralogía.
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| Difracción de rayos X por un preparado de polvo registrado en una placa plana. |
DIFRACTÓMETRO DEL POLVO DE RAYOS X:Este poderoso instrumento utiliza radiación monocromática y una muestra de polvo fino cristalino, similar a las utilizadas en el método de polvo, pero registra la información correspondiente a las “reflexiones” presentes mediante una traza de tinta sobre una cinta de papel o mediante recuento electrónico que pueden almacenarse en un ordenador.
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| En el registro del difratómetro se indican los índices de los planos de cristal que originan los diversos picos de difracción de ángulo bajo. |
MÉTODO DE WEISSENBERG:La cámara consta de un cilindro metálico que contiene en su interior una película fotográfica sensible a los rayos X. El cristal se monta sobre un eje coaxial con dicho cilindro y se hace girar según el modelo de Ewald, de tal modo que los puntos recíprocos que intersectan la superficie de la esfera de Ewald son los responsables de los haces de difracción.
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| Esquema y ejemplo de de una cámara tipo Weissenberg, usada en los laboratorios de Cristalografía hasta aproximadamente 1975 |
MÉTODO DEL CRISTAL OSCILATORIO O GIRATORIO:Esta metodología permite recoger varios niveles recíprocos a la vez sobre cada posición del cristal. Repitiendo estos diagramas, a distintas posiciones de partida del cristal, se conseguían obtener suficientes datos en un tiempo razonable.
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| Esquema de la geometría de las condiciones de máximo de difracción en el método de oscilación. |
- http://aprendeenlinea.udea.edu.co/lms/ocw/mod/page/view.php?id=234
- https://www.ffis.es/ups/proteccion_radiologica_radiologia_intervencionista/TEMA%203%20EL%20HAZ%20DE%20RADIACION.%20ESPECTRO%20DE%20RAYOS%20X.pdf
- http://www.xtal.iqfr.csic.es/Cristalografia/parte_06.html
- Flint. E “Principios de cristalografía”. Ed. Paz Rusia
- Phillips, F.C “Introducción a la cristalografía”. Ed. Paraninfo. Madrid
- Jaime Rodriguez L.. “Fundamentos de cristalografía física”. Secretaria general de la organización de los estados americanos. Washington, D.C. 1986
- Samuel Glasstone “Quimica – física”. Ed. Aguilar. Madrid 1961
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