从脑成像技术到麦克斯韦方程（CT成像原理与电磁波概念）

转行生医工，最近做实验要用复杂的光学仪器仪器拍照片。
了解了一堆，先从脑成像技术看起。
首先是CT扫描技术，全称computed tomography，电子计算机断层扫描，是一种利用X射线围绕人体某一部位一个接一个的断面扫描技术。直白一点，CT通过发射一束X射线穿过人体，根据接收回来的射线重建出人体结构。
那什么是X射线呢？
X射线是德国物理学家伦琴在1895年做实验时而发现的一种从未见过的射线，因为不清楚不了解这种射线，所以叫X射线，X经常表示未知。
ok，上面解释了名字的由来，但就像认识一种植物，光知道它的学名是没有用的，认识一个事物的本质首先得认识这个事物的特性。
X射线有什么特性？它频率高，波长短，能量很大，因此有很强的穿透性。
但X射线究竟是什么呢，它的本质是什么？
电磁波。
电磁波？哦，好熟悉，高中大学绕不开的词，但电磁波有是什么呢？
我在脑中追问，感觉这个概念是如此抽象，我一点都抓不住它的核心。
anyway，而今迈步从头越。
电磁波是什么东西，不懂不要紧，再梳理一遍就行。我们最终牢牢掌握的知识就是通过这样螺旋式的方式习得的。
电磁波的定义是：由方向相同且互相垂直的电场与磁场在空间中互相发射的震荡粒子波，是以波动形式传播的电磁场。
额，看完还是什么都抓不住。不过，先在心里问下自己，什么是电磁场？
我们知道物质由基本粒子构成，有些粒子是带电的，带电就会形成电场对吧，但粒子不可能是绝对静止的，它会运动，一运动，那电场就处于变化之中了，假如这时候动态变化的电场之中存在一个带电粒子m，那这个m的受力就不好分析了，这时，人们就引入了磁场B=vE/(cc)，这样一来，m的受力就变成了F=qvB。也就是说，因为电场随时间变化，所以产生了磁场。继续，m受到力了，就要运动呀，一运动，不就产生电流了吗，电流可就是电场，于是，因为电场变化而产生的磁场又反过来产生了电场，也就是说，一切从运动的带电粒子开始，电场磁场互为因果，不断转换，产生了电磁场!
我们知道，在电磁波中，电场与磁场是“同相”的，也就是说，他们再同一时刻达到峰值，可磁场不是与电场的梯度有关吗，怎么会同时到达峰值？观看麦克斯韦方程可以发现电场的梯度正比于磁场的旋度，
磁场处于峰值了，它的旋度最小，此时电场梯度也最小，这也就解释了电和磁同相的问题。

emmm，就这么从脑成像技术追踪了物理学里面的麦克斯韦方程，这也让我深深理解了现代科学技术的基础是物理学和数学。

参考视频：电磁波