Los Rayos x

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Juan José Granados Velázquez
* Los rayos X son invisibles a nuestros ojos, pero
producen imágenes visibles cuando
usamos placas fotográficas o detectores
especiales para ello.
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* Históricamente hablando, pasaron muchos
años desde el descubrimiento de los rayos X
en 1895, hasta que el descubrimiento de esta
radiación revolucionó los campos de la Física,
la Química y la Biología. La potencialidad de su
aplicación en estos campos vino
indirectamente de la mano de Max von Laue
(1879-1960), profesor sucesivamente en las
Universidades Munich, Zurich, Frankfurt,
Würzburg y Berlín, quien pretendiendo
demostrar la naturaleza ondulatoria de esta
nueva radiación usó un cristal de blenda frente
a los rayos X, obteniendo la confirmación de su
hipótesis y demostrando al mismo tiempo la
naturaleza periódica de los cristales. Laue
recibió por ello el Premio Nobel de Física de
1914.
*Max von Laue
(1879-1960)
* Pero quienes realmente sacaron
provecho del descubrimiento de los
alemanes fueron los británicos Bragg
(padre e hijo), William H. Bragg
(1862-1942) y William L. Bragg
(1890-1971), quienes en 1915
recibieron el Premio Nobel de Física al
demostrar la utilidad del fenómeno
que había descubierto von Laue para
obtener la estructura interna de los
cristales. Pero todo esto será objeto
de apartados posteriores
*William H. Bragg (18621942)
William L. Bragg
(1890-1971)
* Los rayos X son radiaciones electromagnéticas, como
lo es la luz visible, o las radiaciones ultravioleta e
infrarroja, y lo único que los distingue de las demás
radiaciones electromagnéticas es su llamada longitud
de onda, que es del orden de 10-10 m (equivalente a la
unidad de longitud que conocemos como Angstrom).
Una excelente información divulgativa sobre el
espectro electromagnético se puede encontrar en
alguna de las páginas de la NASA, y en general sobre
los rayos X y sus aplicaciones en el Medical
Radiography Home Page y en las páginas del
llamado The X-Ray Century.
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* Los rayos X que más interesan en el campo de
la Cristalografía de rayos X son aquellos que
disponen de una longitud de onda próxima a 1
Angstrom (fundamentalmente los
denominados rayos X "duros" en el esquema
superior) y corresponden a una frecuencia de
aproximadamente 3 millones de THz (tera-herzios)
* y a una energía de 12.4 keV (kilo-electrón-voltios),
que a su vez equivaldría a una temperatura de unos
144 millones de grados. Estos rayos X se producen en
los laboratorios de Cristalografía o en las llamadas
grandes instalaciones de sincrotrón (como
el ESRF: European Synchrotron Radiation Facility).
* El restablecimiento energético del electrón anódico que se
excitó, se lleva a cabo con emisión de rayos X con una
frecuencia que corresponde exactamente al salto de
energía concreto (cuántico) que necesita ese electrón para
volver a su estado inicial. Estos rayos X tienen por tanto
una longitud de onda concreta y se conocen con el nombre
de radiación característica. Las radiaciones características
más importantes en Cristalografía de rayos X son las
llamadas líneas K-alpha (Kα), donde los electrones caen a
la capa más interior del átomo (mayor energía de
ligadura). Sin embargo, además de estas longitudes de
onda concretas, se produce también todo un espectro de
longitudes de onda, muy próximas entre sí, y que se
denomina radiación contínua, debido al frenado por el
material de los electrones incidentes.
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* Los rayos X que se obtienen en las instalaciones
de sincrotrón tienen dos grandes ventajas para
la Cristalografía de rayos X: 1) la longitud de
onda se puede modular a voluntad, y 2) su
brillo es un billón de veces (1012) superior a
la de los rayos X convencionales.
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* En todos estos equipos, la radiación que se utiliza
para la Cristalografía suele ser monocromática (o
casi), es decir, que es una radiación X que contiene
exclusivamente (o casi) una única longitud de onda,
y para ello se suelen utilizar los
llamados monocromadores, que consisten de un
sistema de cristales que, basándose en la ley de
Bragg (que se verá en otro apartado posterior) son
capaces de "filtrar" (por el propio proceso de
interacción de los rayos X con los cristales) una
radiación policromática y "dejar pasar" sólo una de
las longitudes de onda (color), tal como se muestra
en la figura de abajo:
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* Los rayos x no son iguales de radiografía por que
uno te quita energía y aparte quedad débil En
cualquier caso, los rayos X, como toda luz,
"iluminan" y "dejan ver", sólo que de forma distinta
a como se ve con los ojos. Al lector interesado en
averiguar cómo los rayos X nos permiten ver en el
interior de los cristales (para "ver" los átomos y las
moléculas), le animamos a que siga consultando los
restantes apartados de esta presentación !
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* http://www.xtal.iqfr.csic.es/Cristalografia/par
te_02.html
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