X线本质上是一种波长很短的电磁波，波长范围为0.0006～50nm，而医用X线诊断常用的X线波长范围为0.008～0.031nm。除一般物理性质外，X线还具有以下几方面与X线成像相关的特性：
穿透性：
X线波长很短，具有很强的穿透力，并在穿透过程中受到一定程度的吸收即衰减。X线管电压愈高，所产生的X线的波长愈短，穿透力也愈强。另一方面，X线的穿透力还与被照体的密度和厚度相关。此特性是X线成像的基础。
荧光效应：
X线能激发荧光物质(如硫化锌镉及钨酸钙等)，使产生肉眼可见的荧光。此特性是进行透视检查的基础。
摄影效应：
X线能使许多物质产生光化学反应，如照射涂有溴化银的胶片，胶片感光后产生潜影，经显、定影处理，感光的溴化银中的银离子被还原成金属银，并沉淀于胶片的胶膜内而呈黑色。若未感光则显出胶片片基的透明本色。此特性是X线成像的基础。
电离效应：
X线通过任何物质都可使原子、分子电离，进入人体时亦可使人体产生生物学方面的改变，即生物学效应。它是放射防护学和放射治疗学的基础。
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