伽马射线的原理是什么,人类什么时候可以掌握?伽马射线指的是波长短于0.01Å(埃米)的电磁波,是法国科学家P.V.维拉尔(Villard,Paul Ulrich)发现的。在电磁波谱上,比伽马射线的波长稍长一些的便是我们熟知的X光,也就是伦琴射线(波长为0.01埃米~10纳米);波长再长一些的就是紫外线(波长为100~400纳米)以及可见光了
伽马射线的原理是什么,人类什么时候可以掌握?
伽马射线指的是波长短于0.01Å(埃米)的电磁波,是法国科学家P.V.维拉尔(Villard,Paul Ulrich)发现的。在电磁波{拼音:bō}谱上,比伽马射线的波长稍长一些的便是我们熟知的X光,也就是伦琴射线(波长(zhǎng)为0.01埃米~10纳米);波长再长一些的就是紫外线(波长为100~400纳米)以及可见光了。
所以伽马射线、X射线、紫外线,乃至光线、红外线、微波、无线电波从本质上来说,其实统统都是电磁波,其区别无非是波长各不相同而已。
那么电磁波又是什么东西呢?
简单来说,电磁波就是温度高于绝对零度的物质,向空间中衍生发射(辐射)的震荡粒子波,由方向相同且互相垂直的电场和磁场所组成。换言之,只要不是绝对零度的物体,都会向四面八方释放出电磁波,这就是通常所说的“电磁辐射(EMR)”。因此我们不要一听见“电磁辐射”这个词语就《jiù》瑟瑟发抖,并非所有的电磁辐射都会对人体[繁:體]产生伤害。
由【练:yóu】于电磁波是物体具有温度才释放出来的一{yī}种能量,所以物体的温度一旦发生了改变,其辐射出来的电磁波的波长也会产生变化——相同的物体温度越高,辐射出《繁:齣》来的电磁波的波长就越短。
举个例子来说,金属、木柴、玻璃在被火焰灼烧后都会释放出光芒,这种现象正是由于温度升高后,它们释【练:shì】放出的电磁波的波长缩短到了400~760纳(繁:納)米这个区间范围,而这个范围的电磁波正是能被人类肉眼感知到的“可见光”。
波长高于或低于可见光的电磁波,人类肉眼是无法感知到的,所以钢铁、木柴和玻璃在常温状态下释放{拼音:娱乐城fàng}出来的电磁波我们是看不见的。
我们平常测量体温所使用的额温计能瞬间测[繁:測]出体温,也是利用的这个原理。当我们的体温升高后,也会释放出波长更短(pinyin:duǎn)的电磁波,而额温计中的芯片能测量出物体释放出的电磁波的波长,于是就能计算出辐射源的温度了。这就好比我们看见一根铁棍发出了红光,就知道了它在“发烧”一样。
那么通过温度越高,波长越短这个电磁辐射规律,我们是否可以认为,亚博体育伽马射线既然位于电磁波谱上波长最短的位置,那么伽马射线的辐射源就一定具有(读:yǒu)相当高的温度呢?
当然不能这样生硬地理解,因为除了温度之外,物体的元素构成也直播吧会影响其辐射出的电磁波的波长。烧红的(pinyin:de)木柴和烧红的钢铁温度显然是不同的,也就是说钢铁需要达到更高的温度时才能释放出可见光(光子)。
现在(读:zài)你大概能想到萤火虫为什么既能发光,又不烫手了。因为有一些元素在达到特定条件时,即便在常温状态下也会产生化学反应娱乐城,释放出400~760纳米的电磁波,于是就发出了没有温度的“荧光”。
伽马射线的产生原理
伽马射线也叫γ粒子流,是原子核发生能级跃迁,退激时释放出来的一种穿透力极强的射线,属于放射性现象,所以我们首先来了解一点放射性的知识。大家都知道,在目前的元yuán 素周期表中一共具有100多种已知元素。元素与元素之间的区别是原子核中的质子数量有所不《bù》同——原子核中的质子数量相同的原子就是同一种元素。
然而,原子核的构成并非只有质子,还有中子。同一《练:yī》种元素中的原子,质子数量虽然相同,中子数量却不一定是相同的——这些质子数量相同,中子数量不同的的原子,被称为“同位素”。所谓“同位”,其(拼音:qí)字面意思就是位于元素周期表中的同一个位置。
换言之[pinyin:zhī],即便是元素周期表中的同一种元素,它们的中子数(繁体:數)量和结构方式也会有所不【练:bù】同,因而会表现出不同的核性质。
与同位素相反的是“核素澳门新葡京”,指的是原子核中质子数量和中子数量都相同的原子。在已知的100多种元素中一共具有[练:yǒu]2600多种核素,按照核性质的不同,核素可以分为两大类型——稳定的,和不稳定的。
稳定的核素不会发生衰变,但是稳定核素只有280多种,分布于81种元素中。其余的2000多种核素全部都是不稳定的,大部分都分布于83号(繁体:號)元素(铋)以上(pinyin:shàng),只有极少数分布[繁:佈]在83号元素以下。
不稳定的核素会自发性地发生衰(练:shuāi)变,逐渐转化成较为稳定的核素。原(练:yuán)子核的衰变有三《练:sān》种形式:阿尔法衰变(α衰变)、贝塔衰变(β衰变)、伽马衰变(γ衰变)。发生伽马衰变时就会释放出伽马射线。
不过,伽马衰变一《yī》般不会独立发(繁体:發)生,而是同时伴随着阿尔法衰变[繁:變]或贝塔衰变发生。
所谓阿尔法衰变,其实就是(拼音:shì)原子核自发性地释放出由两个中子和两个质子{拼音:zi}构成的α粒子;也就是说,发生阿尔法衰变时,原子核的中子和质(繁:質)子数量就减少了,这就意味着它的结构发生了改变,于是它就会转化成另一种核素。
除了释放出质子和中子之外,原子核的中子和质子还可能会相互(拼音:hù)转化——当(繁:當)一个中子转化成一个质子时,会同时释放出一粒电子;当一粒质子转化成一粒中子时,会同时释放出一粒正电子。这种现象就被称为β衰变,而在β衰变中释放出来的电子或正电子就被称为β粒子。
那么伽马衰变又是怎么回事[练:shì]呢?
在原子核发生了α衰变或者β衰变后,仍然处于不稳定的激发态,还需要释放出一定的能量才能稳定下来,这个过程被称为“退激发”。在退激发的过程中释放出来的能量[练:liàng]就被称为γ粒子,也就是我们通常所说的伽马(mǎ)射线,此时发生的衰变就叫伽马衰变。这也正是上文所说的伽马射[pinyin:shè]线通常都会伴随着阿尔法衰变或贝塔衰变的原因。
这就{pinyin:jiù}是伽马射线的产生原理。至于说人类何时能掌握伽马射线,我不太懂你这句话是什么意思,如果指的是应用,那么伽马射线《繁体:線》在医疗及军{练:jūn}事领域早就已经有所应用了;但如果要说完全理解伽马射线,尤其是宇宙中的伽马射线暴,还路漫漫其修远兮。
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