Ein Photon ist, einfach ausgedrückt, ein elementares krafttragendes Teilchen, d.h. ein Boson 2 (gehorcht dem statistischen Gesetz von Bose-Einstein). Es hat eine Masse von Null (Ruhemasse) und bewegt sich mit c, der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum. Es ist als stabil ohne elektrische Ladung definiert und weist sowohl wellenartige als auch teilchenartige Eigenschaften auf (so genannter Welle-Teilchen-Dualismus). Der Betrag der Photonenenergie ist direkt proportional zur Frequenz (E = hν) und umgekehrt proportional zur Wellenlänge (E = hc/λ). Für die Zwecke dieses Artikels bezieht sich ein Photon auf ein ungeladenes Teilchen, das verwendet wird, um den Teilchenanteil einer elektromagnetischen Welle zu beschreiben.

Röntgenphoton

Photonen werden als Röntgenstrahlen bezeichnet, wenn sie durch Wechselwirkungen mit Elektronen erzeugt werden. Ein Röntgenphoton hat eine Wellenlänge von 0,01 bis 10 Nanometern, mit einer Frequenz von 3×1016 Hz bis 3×1019 Hz. Es besitzt genügend Energie (100 eV bis 100 keV), um Molekülbindungen aufzubrechen und Atome zu ionisieren, was es per Definition zu einer ionisierenden Strahlung macht.

Diese Röntgenphotonen interagieren mit Materie durch Compton-Streuung, photoelektrische Absorption und Rayleigh-Streuung.

Die Wellenlänge eines Photons ist identisch mit der Wellenlänge der elektromagnetischen Welle, zu der es gehört.

Erzeugung von Röntgenphotonen

Röntgenphotonen werden meist in einer vakuumversiegelten Röntgenröhre erzeugt, wobei ein hohes Spannungspotential verwendet wird, um Elektronen von einer Kathode auf eine rotierende Anode zu beschleunigen, die oft aus Wolfram besteht.

Die Energie des Röntgenphotons wird durch die Spannung in der Röhre multipliziert mit der Elektronenladung definiert, z.B. erzeugen 100 kV nur Röntgenphotonen mit einer maximalen Energie von 100 KeV.