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穿透作用
X光机因其波长短，能量大，照在物质上时，仅一部分被物质所吸收，大部分经由原子间隙而透过，表现出很强的穿透能力。X光机穿透物质的能力与X光机光子的能量有关，X光机的波长越短，光子的能量越大，穿透力越强。X光机的穿透力也与物质密度有关，利用差别吸收这种性质可以把密度不同的物质区分开来。
电离作用
物质受X光机照射时，可使核外电子脱离原子轨道产生电离。利用电离电荷的多少可测定X光机的照射量，根据这个原理制成了X光机测量仪器。在电离作用下，气体能够导电；某些物质可以发生化学反应；在有机体内可以诱发各种生物效应。
荧光作用
X光机波长很短不可见，但它照射到某些化合物如磷、铂氰化钡、硫化锌镉、钨酸钙等时，可使物质发生荧光（可见光或紫外线），荧光的强弱与X光机量成正比。这种作用是X光机应用于透视的基础，利用这种荧光作用可制成荧光屏，用作透视时观察X光机通过人体组织的影像，也可制成增感屏，用作摄影时增强胶片的感光量。
其它作用
热作用——物质所吸收的X光机能大部分被转变成热能，使物体温度升高；干涉、衍射、反射、折射作用——这些作用在X光机显微镜、波长测定和物质结构分析中都得到应用。[3]化学效应
感光作用
X光机同可见光一样能使胶片感光。胶片感光的强弱与X光机量成正比，当X光机通过人体时，因人体各组织的密度不同，对X光机量的吸收不同，胶片上所获得的感光度不同，从而获得X光机的影像。
着色作用
X光机长期照射某些物质如铂氰化钡、铅玻璃、水晶等，可使其结晶体脱水而改变颜色。[3]生物效应
X光机照射到生物机体时，可使生物细胞受到抑制、破坏甚至坏死，致使机体发生不同程度的生理、病理和生化等方面的改变。不同的生物细胞，对X光机有不同的敏感度，可用于治疗人体的某些疾病，特别是肿瘤的治疗。在利用X光机的同时，人们发现了导致病人脱发、皮肤烧伤、工作人员视力障碍，白血病等射线伤害的问题，在应用X光机的同时，也应注意其对正常机体的伤害，注意采取防护措施。
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