梁金昆：射线检测为什么不讨论界面的反射和折射
无损检测技术的一项重要分支就是超声波探伤，我们了解过超声波探伤仪的原理和特性，也知道如何使用简单的方法来鉴定超声波探伤仪。在梁金昆：验证X射线机管电压与源强度的关系一文中我们知道了梁金昆教授的分享。本文要介绍的还是梁金昆教授的一片文章，是有关射线检测为什么不讨论界面的反射和折射的问题。
1物理学的“界面”指什么？笼统地说：物理学上的界面是指不同物、相的分界面。“物”指物质、物体；“相”，往大里说，有气、液、固三相，往小里说，有“金属组织的相”，金相也有相界面和晶粒的晶界面。我们在这里要讨论的界面，姑且用金属工件的表面来进行讨论。
2对波具有反射和折射作用的界面应具备什么条件？在光学和超声学中，我们都学过界面的反射和折射定律。这两个定律，实质是界面有规律地改变入射波束方向的问题。那么，这个界面应具备什么条件呢？我以为应具备三个条件：
2.1界面各方向上的最小尺寸D应远远大于入射波长λ，即D>>λ
D通常应大于波束横截面任意方向上的尺寸，而且应远远大于λ。当D≈λ时，会因绕射破坏反射和折射规律。
2.2界面的粗糙度Ra应远小于入射波长λ，即Ra<<λ
界面凸凹不平，会破坏波按一定规律的方向反射和折射，把反射变为漫散射。知识告诉我们镜面对可见光有很好的反射作用，而镜面的Ra约为0.01μm(100Å)~0.004μm(40Å)。
2.3材料的晶格尺寸a远远小于入射波长λ，即a<<λ。
金属晶格尺寸a约为10~20Å。当a<<λ时，工件的晶格(原子点阵)、晶粒组成了对波的反射屏障和折射体系；当λ<a时，波可以直接和原子作用，晶格、晶粒形成的、宏观上看来光滑平整的金属表面，以射线光子的角度(微观)来看，却是“千洞百孔”的。
可见光的波长范围大约为7500~4000Ǻ，机加工的金属表面，可满足以上三个条件，因此它们可以成为可见光的界面。一般超声波的波长更长，为mm级，普通金属表面(加耦合剂)，也可视为它的界面了。而X和γ射线波长λ≤10Å，金属工件表面满足不了它的“界面”应具备的第(2)和(3)两个条件。或者说，对X和γ射线来说，不存在“界面”之说，所以也就不存在反射和折射问题了。
2.1界面各方向上的最小尺寸D应远远大于入射波长λ，即D>>λ
D通常应大于波束横截面任意方向上的尺寸，而且应远远大于λ。当D≈λ时，会因绕射破坏反射和折射规律。
2.2界面的粗糙度Ra应远小于入射波长λ，即Ra<<λ
界面凸凹不平，会破坏波按一定规律的方向反射和折射，把反射变为漫散射。知识告诉我们镜面对可见光有很好的反射作用，而镜面的Ra约为0.01μm(100Å)~0.004μm(40Å)。
2.3材料的晶格尺寸a远远小于入射波长λ，即a<<λ。
金属晶格尺寸a约为10~20Å。当a<<λ时，工件的晶格(原子点阵)、晶粒组成了对波的反射屏障和折射体系；当λ<a时，波可以直接和原子作用，晶格、晶粒形成的、宏观上看来光滑平整的金属表面，以射线光子的角度(微观)来看，却是“千洞百孔”的。
可见光的波长范围大约为7500~4000Ǻ，机加工的金属表面，可满足以上三个条件，因此它们可以成为可见光的界面。一般超声波的波长更长，为mm级，普通金属表面(加耦合剂)，也可视为它的界面了。而X和γ射线波长λ≤10Å，金属工件表面满足不了它的“界面”应具备的第(2)和(3)两个条件。或者说，对X和γ射线来说，不存在“界面”之说，所以也就不存在反射和折射问题了。
3结论射线与物质的作用，是射线中的自由微观粒子——光子，与束缚在物质中的原子或小于原子粒子的相互作用，正如日本《射线探伤B》所言：“作用的基础是物质的原子。”因此，根本不存在宏观上的“界面”，不存在反射和折射，只有吸收和散射。这就是：我们在讲述射线与物质作用时，只讲吸收和散射效应，而不讨论工件表面反射和折射的原因。射线的吸收，是指光子消失现象，即光电和电子对效应。射线的散射，是指光子改变了方向的现象，指康普顿效应和瑞利散射。
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