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穿透作用
X光機因其波長短，能量大，照在物質上時，僅一部分被物質所吸收，大部分經由原子間隙而透過，表現出很強的穿透能力。X光機穿透物質的能力與X光機光子的能量有關，X光機的波長越短，光子的能量越大，穿透力越強。X光機的穿透力也與物質密度有關，利用差別吸收這種性質可以把密度不同的物質區分開來。
電離作用
物質受X光機照射時，可使核外電子脫離原子軌道產生電離。利用電離電荷的多少可測定X光機的照射量，根據這個原理制成了X光機測量儀器。在電離作用下，氣體能夠導電；某些物質可以發生化學反應；在有機體內可以誘發各種生物效應。
熒光作用
X光機波長很短不可見，但它照射到某些化合物如磷、鉑氰化鋇、硫化鋅鎘、鎢酸鈣等時，可使物質發生熒光（可見光或紫外線），熒光的強弱與X光機量成正比。這種作用是X光機應用于透視的基礎，利用這種熒光作用可制成熒光屏，用作透視時觀察X光機通過人體組織的影像，也可制成增感屏，用作攝影時增強膠片的感光量。
其它作用
熱作用——物質所吸收的X光機能大部分被轉變成熱能，使物體溫度升高；干涉、衍射、反射、折射作用——這些作用在X光機顯微鏡、波長測定和物質結構分析中都得到應用。[3]化學效應
感光作用
X光機同可見光一樣能使膠片感光。膠片感光的強弱與X光機量成正比，當X光機通過人體時，因人體各組織的密度不同，對X光機量的吸收不同，膠片上所獲得的感光度不同，從而獲得X光機的影像。
著色作用
X光機長期照射某些物質如鉑氰化鋇、鉛玻璃、水晶等，可使其結晶體脫水而改變顏色。[3]生物效應
X光機照射到生物機體時，可使生物細胞受到抑制、破壞甚至壞死，致使機體發生不同程度的生理、病理和生化等方面的改變。不同的生物細胞，對X光機有不同的敏感度，可用于治療人體的某些疾病，特別是腫瘤的治療。在利用X光機的同時，人們發現了導致病人脫發、皮膚燒傷、工作人員視力障礙，白血病等射線傷害的問題，在應用X光機的同時，也應注意其對正常機體的傷害，注意采取防護措施。
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