科学家成功用可见光代替X射线穿透人体
新浪科技讯 北京时间2月18日消息，据国外媒体报道，大部分人认为只有X射线和其它形式的辐射能够穿透不透明物体，而可见光无法做到。但实际上，利用特定方法后，可见光也能够穿透绘画作品和人体组织，并在医学研究和其它领域产生重要影响。
在未来的某一天，普通光将能够替换X射线，科学家甚至可以用激光而不是其它危险手术来移除肿瘤。不过现在面临的问题是：可见光在通过非透明物体时，会被吸收或散射，无法用来成像。但是根据《自然》杂志，科学家正在努力研究一种新方法：在不透明物体的另一面重新整合散射光来形成有用的图像。
初期的固体成像技术借鉴了一种叫做“自适应光学”的天文学方法，这种天文学方法使用算法来计算图像被大气扭曲的程度。通过用激光穿过“空间光调制器”来延迟光束的不同成分，科学家改进了上述的天文学方法以适应固体的特殊需求。采用改进后的新方法，当光波通过调制器和不透明物体后，物体另一面的探测器就可以算出散射光的来源，并拼凑出一个连贯的图像。采用改进方法进行的早期实验令人吃惊的成功，实验产生的集中波束的强度是散射光的1000倍。
受此鼓舞，有研究团队改变这个新方法使用的激光频率后，将其应用到了聚焦超声波。在物体另一面加上镜子后，频率改变的激光就会反射回物体内，从而增加了原始光束的能量，并形成了“墙中的火炬”。最终，该研究团队得到了荧光“珠子”图像，这个“珠子”大小在微米级，藏在两个不透明层之间。通过加速实验过程，巴黎的另一个研究小组去年采用该方法成功为活老鼠的耳朵成像，标志着新型人体扫描器极有前途的开端。
尽管这种成像技术的进一步应用还需要很多工作，但它在医学领域的潜力不可否认。甚至在艺术修复和考古学，它也能起到关键作用。比如，运用这种技术后，专家们就可以看到绘画作品几层下的情况。当然，它也有很多其它可能的应用。正如一位科学家这样告诉《自然》杂志：“经常有人问我们是否会开发可以透视浴帘的手机应用，我们当然不会做这些。”（愿愿）
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x射线光电子能谱
X射线光电子能谱技术（XPS）是电子材料 与元器件显微分析中的一种先进分析技术，而且是和技术（AES）常常配合使用的分析技术。由于它可以比俄歇电子能谱技术更准确地测量原子的内层电子束缚能及其化学位移，所以它不但为化学研究提供分子结构和原子价态方面的信息，还能为电子材料研究提供各种化合物的元素组成和含量、 化学状态、分子结构、 化学键方面的信息。它在分析电子材料时，不但可提供总体方面的化学信息，还能给出表面、微小区域和深度分布方面 的信息。 另外，因为 入射到样品表面的X射线束是一种光子束，所以对样品的破坏性非常小。这一点对分析有机材料和高分子材料非常有利。
x射线光电子能谱简介
以X射线为激发光源的光电子能谱，简称XPS或ESCA[1]
处于原子内壳层的电子较高，要把它打出来
需要较高的光子,以镁或铝作为阳极材料的X射线源得到的光子能量分别为1253.6电子伏和1486.6电子伏，此范围内的光子能量足以把不太重的原子的1s电子打出来。表上第二周期中原子的1s电子的XPS谱线见图1。结合能值各不相同，而且各元素之间相差很大，容易识别（从锂的55电子伏增加到氟的694电子伏），因此,通过考查1s的结合能可以鉴定样品中的化学元素。
除了不同元素的同一内壳层电子（inner shell electron）（如1s电子）的结合能各有不同的值而外，给定原子的某给定内壳层电子的结合能还与该原子的化学结合状态及其化学环境有关，随着该原子所在分子的不同，该给定内壳层电子的光电子峰会有
位移，称为化学位移（chemical shift）。这是由于内壳层电子的结合能除主要决定于电荷而外，还受周围的影响。比该大的原子趋向于把该原子的拉向近旁，使该原子核同其1s电子结合牢固，从而增加结合能。如CF3COOC2H5中的四个碳原子分别处于四种不同的化学环境，同四种具有不同电负性的原子结合。由于氟的电负性最大， CF婣中碳原子的C(1s)结合能最高（图2）。通过对的考察,XPS在化学上成为研究电子结构和结构、链结构分析的有力工具。
x射线光电子能谱发展简史
1887年，发现了，1905年，解释了该现象（并为此获得了1921年的）。两年后的1907年，P.D. Innes用管、、磁场半球（电子分析仪）和照像平版做实验来记录宽带发射电子和速度的，他的实验事实上记录了人类第一条X射线光电子能谱。其他研究者如亨利·莫塞莱、罗林逊和罗宾逊等人则分别独立进行了多项实验，试图研究这些宽带所包含的细节内容。XPS的研究由于战争而中止，第二次世界大战后瑞典物理学家和他在的研究小组在研发XPS设备中获得了多项重大进展，并于1954年获得了的首条高能高分辨X射线光电子能谱，显示了XPS技术的强大潜力。1967年之后的几年间，西格巴恩就XPS技术发表了一系列，使XPS的应用被世人所公认。在与西格巴恩的合作下，美国于1969年制造了世界上首台商业单色X射线光电子能谱仪。1981年西格巴恩获得诺贝尔物理学奖，以表彰他将XPS发展为一个重要分析技术所作出的杰出贡献。
x射线光电子能谱基本原理
X射线光子的能量在ev之间，不仅可使分子的价电子电离而且也可以把内层电子激发出来，内层电子的能级受分子环境的影响很小。 同一原子的内层电子结合能在不同分子中相差很小，故它是特征的。光子入射到固体表面激发出光电子，利用对光电子进行分析的实验技术称为光电子能谱。
XPS的原理是用X射线去辐射样品，使原子或分子的内层电子或价电子受激发射出来。被激发出来的电子称为光电子。可以测量光电子的，以光电子的动能/binding energy,(Eb=hv-Ek动能-w)为，相对强度（/s）为纵坐标可做出光电子能谱图。从而获得试样有关信息。X射线光电子能谱因对化学分析最有用，因此被称为化学分析用电子能谱（Electron Spectroscopy for Chemical Analysis）
x射线光电子能谱XPS特点
XPS作为一种现代分析方法，具有如下特点[3]
（1）可以分析除H和He以外的所有元素，对所有元素的灵敏度具有相同的数量级。
（2）相邻元素的同种能级的谱线相隔较远，相互干扰较少，元素定性的标识性强。
（3）能够观测化学位移。化学位移同原子氧化态、原子电荷和官能团有关。化学位移信息是XPS用作结构分析和化学键研究的基础。
（4）可作定量分析。既可测定元素的相对浓度，又可测定相同元素的不同氧化态的相对浓度。
（5）是一种高灵敏超微量表面分析技术。样品分析的深度约2nm，信号来自表面几个原子层，样品量可少至10-8g，绝对灵敏度可达10-18g。
x射线光电子能谱XPS系统组件
一台商业制造的XPS系统的主要组件包括：
超高真空不锈钢舱室及超高真空泵
电子收集透镜
电子能量分析仪
μ合金磁场屏蔽
电子探测系统
适度真空的样品舱室
样品台操控装置
x射线光电子能谱XPS系统结构原理
X射线源是用Al或Mg作阳极的。 它们的光子能量分别是1486eV和1254eV 。 安装过滤器
（或称单色器）是为了减小光子能量分散。
X射线光电子能谱仪（系统）结构原理
离子枪的作用一方面是为了溅射清除样品表面污染，以便得到清洁表面，从而提高其分析的准确性。 另一 方面，可以对样品进行溅射剥离，以便分析不同深度下样品的成份。样品室内的样品架安装有，不但可以做x，y和z三个互相垂直方向的移动。还可沿某一坐标轴作 一定角度的旋转。这样便于观察分析研究样品不同部位的情况。
电子能量分析器是X射线光电子能谱仪的关键组成部分。它 的作用是测 量电子能量分 布和不 同能量 电子的相对强度。电子能量分析器和电子倍增器系统完全由微型电子计算机控制。
x射线光电子能谱应用
x射线光电子能谱概述
对固体样品的元素成分进行定性、定量或半定量及价态分析。 固体表面的组成、化学，广泛应用于、研究、化合物结构鉴定、富集法微量元素分析、元素价态鉴定。此外在对氧化、腐蚀、、、燃烧、粘接、、包覆等机理研究；、研究等的环保测定；分子生物化学以及三维剖析如界面及过渡层的研究等方面有所应用。
XPS与某些分析方法的比较[4]
方法名称　　信息来源 分析方式样品状态样品用量(g)
分辨率灵敏度真空(Pa)XPS表面&8nm非破坏固、气、液10-6~10-8较低10-181.33×10-4~1.33×10-9吸收光谱本体非破坏固、气、液10-2~10-3　　10-9　　发射光谱本体破坏固　　　　10-12　　质谱本体破坏固、气、液10-3~10-4高10-131.33×10-2~1.33×10-5NMR本体非破坏液（固 ）（气）5×10-3高　　　　穆斯堡尔谱表面非破坏固（Fe，Sn，稀土）10-3　　　　　　电子探针表面非破坏固　　　　10-161.33×10-1~1.33×10-3离子探针表面破坏固　　　　10-11　　X射线荧光表面非破坏固　　　　10-17　　
x射线光电子能谱常规应用
1.样品表面1-12nm的元素和元素质量
2.检测存在于样品表面的杂质
3.含过量表面杂质的自由材料的实验式
4.样品中1种或多种元素的化学状态
5.一个或多个电子态的键能
6.不同材料表面12nm范围内一层或多层的厚度
7.电子态密度测量
x射线光电子能谱应用限制
量化精确度：
分析区域限制
样品大小限制
刘世宏，王当憨，潘承璜．X射线光电子能谱分析．北京：科学出版社，1988：26
刘世宏，王当憨，潘承璜．X射线光电子能谱分析．X射线光电子能谱分析．北京：科学出版社，1988．北京：科学出版社，1988：28
中国电子学会（Chinese Instit...
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既然X光能通过不透明的物体,那为什么书本上却说光不能通过不透明的物体?不是矛盾了吗?
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书本上指的光是可见光吧可见光和X光都是电磁波的一种而可见光的波长短x光的波长长,波长越长穿透力越强而且它的光子的能量高,所以可以穿透【能力有限,供参考,谢谢么么哒】
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因为X光不属于光，而是属于电磁波。
x光，和可见光不是一种东西，x光是一种射线，而可见光只是一种波，其实太阳光中有可见光，也有各种射线，那些射线有些一般物体是不会阻挡的，这是光波的波长所决定的，不透明并不是说这个物体没有缝隙，只是说明它的缝隙无法是可见光通过。...
从物理学上来讲，X光以及常规意义上的光都是属于电磁波范围，只是常规意义的光波的频率远低于X光。物体是由原子或者分子组成，透明物体与不透明物体的区别在于透明物体对于常规意义上的光来讲其原子、分子间的缝隙大于光波的波长；而不透明物体原子或分子间的缝隙小于光波波长从而阻挡了光的传播。X光的波长远远小于常规意义上的光，所以X光可以穿透大部分物体，但是对于铅X光却无能为力。伽马射线也是属于电磁波，其频率远高...
答：首先要清楚书上“光”指的是可见光（人眼能看见的光），
x光是x射线的通俗称呼，它是一种不可见射线，与可见光一样都属于电磁波的一种，它可以穿透很多不透明物体，如人体，但不是什么都能穿过，如金属它就穿不过。
所以你说的两种说法不矛盾——“此光非彼光”...
1、书本上却说光不能通过不透明的物体，这是指的可见光。2、X光跟可见光，本质都一样——是电磁波。3、但X光（不可见光）的频率 远大于 可见光的频率，频率越高的（不可见）光是能通过不透明的物体的。
扫描下载二维码Andy Robinson在2015年的一次惨烈交通事故中脸部，四肢，肋骨都被撞得粉碎，幸亏现场立刻输血，保住了命。这些X线片子清晰的显示了修复的过程。光脸部就用了13块钢板，52颗螺钉。大难不死。(@勿怪幸)_网易新闻
Andy Robinson在2015年的一次惨烈交通事故中脸部，四肢，肋骨都被撞得粉碎，幸亏现场立刻输血，保住了命。这些X线片子清晰的显示了修复的过程。光脸部就用了13块钢板，52颗螺钉。大难不死。(@勿怪幸)
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（原标题：Andy Robinson在2015年的一次惨烈交通事故中脸部，四肢，肋骨都被撞得粉碎，幸亏现场立刻输血，保住了命。这些X线片子清晰的显示了修复的过程。光脸部就用了13块钢板，52颗螺钉。大难不死。(@勿怪幸)）
(原标题：Andy Robinson在2015年的一次惨烈交通事故中脸部，四肢，肋骨都被撞得粉碎，幸亏现场立刻输血，保住了命。这些X线片子清晰的显示了修复的过程。光脸部就用了13块钢板，52颗螺钉。大难不死。(@勿怪幸))
本文来源：哒哒
责任编辑：王晓易_NE0011
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能不能用光纤传输X射线和Y射线来通信?
速度很快,但和X射线Y射线比还是弱爆了一般来说电磁波频率越高信息量越大. 如果用光纤传输X射线和Y射线上网. 现在的光纤是用可见光传输数据的,可见光频率非常高
x射线具有极强的穿透力,折射率越小.更重要的是,所以类似光纤可能做不到全反射,把x射线限制在光纤内x射线波长较短,波长越短
采纳率：83%
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