-
1 # hipo說科技
-
2 # 夢宇閣
γ射線與物質相互作用時,主要發生光電效應、康普頓效應和電子對效應,這三種效應產生次級電子,次級電子引起原子電離和激發。 電離作用是帶電粒子和透過物質原子束縛電子之間的非彈性碰撞的結果,帶電粒子與束縛電子之間的庫侖作用,使束縛電子獲得足夠的能量變成自由電子,一個自由電子和一個正離子組成離子對,這種電離過程稱為直接電離。直接電離產生的電子,如果有足夠的能量,繼續按前面的過程產生離子對,這樣的電離過程稱為次級電離作用。 如果次級電子使原子內的束縛電子得到的能量不足以使其變成自由電子,而只是激發到較高能級,受激原子在退激過程中發出光子而產生熒光。使基態原子獲得能量處於激發態,這種作用稱為激發作用。 電離室、正比計數器和G-M計數器收集電離作用產生的電離電荷,記錄γ射線。 各種閃爍計數器收集熒光,記錄γ射線。
也叫伽馬射線,能穿透幾十釐米的鋼板工業上用它來探傷,醫學上用來治療腫瘤、消毒等。
所以人類已掌握了伽馬技術。
-
3 # 科學矩陣
伽馬射線指的是波長短於0.01Å(埃米)的電磁波,是法國科學家P.V.維拉爾(Villard,Paul Ulrich)發現的。
在電磁波譜上,比伽馬射線的波長稍長一些的便是我們熟知的X光,也就是倫琴射線(波長為0.01埃米~10奈米);波長再長一些的就是紫外線(波長為100~400奈米)以及可見光了。
所以伽馬射線、X射線、紫外線,乃至光線、紅外線、微波、無線電波從本質上來說,其實統統都是電磁波,其區別無非是波長各不相同而已。
那麼電磁波又是什麼東西呢?簡單來說,電磁波就是溫度高於絕對零度的物質,向空間中衍生髮射(輻射)的震盪粒子波,由方向相同且互相垂直的電場和磁場所組成。換言之,只要不是絕對零度的物體,都會向四面八方釋放出電磁波,這就是通常所說的“電磁輻射(EMR)”。
因此我們不要一聽見“電磁輻射”這個詞語就瑟瑟發抖,並非所有的電磁輻射都會對人體產生傷害。
由於電磁波是物體具有溫度才釋放出來的一種能量,所以物體的溫度一旦發生了改變,其輻射出來的電磁波的波長也會產生變化——相同的物體溫度越高,輻射出來的電磁波的波長就越短。
舉個例子來說,金屬、木柴、玻璃在被火焰灼燒後都會釋放出光芒,這種現象正是由於溫度升高後,它們釋放出的電磁波的波長縮短到了400~760奈米這個區間範圍,而這個範圍的電磁波正是能被人類肉眼感知到的“可見光”。
波長高於或低於可見光的電磁波,人類肉眼是無法感知到的,所以鋼鐵、木柴和玻璃在常溫狀態下釋放出來的電磁波我們是看不見的。
我們平常測量體溫所使用的額溫計能瞬間測出體溫,也是利用的這個原理。當我們的體溫升高後,也會釋放出波長更短的電磁波,而額溫計中的晶片能測量出物體釋放出的電磁波的波長,於是就能計算出輻射源的溫度了。這就好比我們看見一根鐵棍發出了紅光,就知道了它在“發燒”一樣。
那麼透過溫度越高,波長越短這個電磁輻射規律,我們是否可以認為,伽馬射線既然位於電磁波譜上波長最短的位置,那麼伽馬射線的輻射源就一定具有相當高的溫度呢?
當然不能這樣生硬地理解,因為除了溫度之外,物體的元素構成也會影響其輻射出的電磁波的波長。燒紅的木柴和燒紅的鋼鐵溫度顯然是不同的,也就是說鋼鐵需要達到更高的溫度時才能釋放出可見光(光子)。
現在你大概能想到螢火蟲為什麼既能發光,又不燙手了。因為有一些元素在達到特定條件時,即便在常溫狀態下也會產生化學反應,釋放出400~760奈米的電磁波,於是就發出了沒有溫度的“熒光”。
伽馬射線的產生原理伽馬射線也叫γ粒子流,是原子核發生能級躍遷,退激時釋放出來的一種穿透力極強的射線,屬於放射性現象,所以我們首先來了解一點放射性的知識。
大家都知道,在目前的元素週期表中一共具有100多種已知元素。元素與元素之間的區別是原子核中的質子數量有所不同——原子核中的質子數量相同的原子就是同一種元素。
然而,原子核的構成並非只有質子,還有中子。同一種元素中的原子,質子數量雖然相同,中子數量卻不一定是相同的——這些質子數量相同,中子數量不同的的原子,被稱為“同位素”。所謂“同位”,其字面意思就是位於元素週期表中的同一個位置。
換言之,即便是元素週期表中的同一種元素,它們的中子數量和結構方式也會有所不同,因而會表現出不同的核性質。
與同位素相反的是“核素”,指的是原子核中質子數量和中子數量都相同的原子。在已知的100多種元素中一共具有2600多種核素,按照核性質的不同,核素可以分為兩大型別——穩定的,和不穩定的。
穩定的核素不會發生衰變,但是穩定核素只有280多種,分佈於81種元素中。其餘的2000多種核素全部都是不穩定的,大部分都分佈於83號元素(鉍)以上,只有極少數分佈在83號元素以下。
不穩定的核素會自發性地發生衰變,逐漸轉化成較為穩定的核素。原子核的衰變有三種形式:阿爾法衰變(α衰變)、貝塔衰變(β衰變)、伽馬衰變(γ衰變)。發生伽馬衰變時就會釋放出伽馬射線。
不過,伽馬衰變一般不會獨立發生,而是同時伴隨著阿爾法衰變或貝塔衰變發生。
所謂阿爾法衰變,其實就是原子核自發性地釋放出由兩個中子和兩個質子構成的α粒子;也就是說,發生阿爾法衰變時,原子核的中子和質子數量就減少了,這就意味著它的結構發生了改變,於是它就會轉化成另一種核素。
除了釋放出質子和中子之外,原子核的中子和質子還可能會相互轉化——當一箇中子轉化成一個質子時,會同時釋放出一粒電子;當一粒質子轉化成一粒中子時,會同時釋放出一粒正電子。這種現象就被稱為β衰變,而在β衰變中釋放出來的電子或正電子就被稱為β粒子。
那麼伽馬衰變又是怎麼回事呢?
在原子核發生了α衰變或者β衰變後,仍然處於不穩定的激發態,還需要釋放出一定的能量才能穩定下來,這個過程被稱為“退激發”。在退激發的過程中釋放出來的能量就被稱為γ粒子,也就是我們通常所說的伽馬射線,此時發生的衰變就叫伽馬衰變。這也正是上文所說的伽馬射線通常都會伴隨著阿爾法衰變或貝塔衰變的原因。
這就是伽馬射線的產生原理。至於說人類何時能掌握伽馬射線,我不太懂你這句話是什麼意思,如果指的是應用,那麼伽馬射線在醫療及軍事領域早就已經有所應用了;但如果要說完全理解伽馬射線,尤其是宇宙中的伽馬射線暴,還路漫漫其修遠兮。
-
4 # 軒雜談
這個問題,軒來回答!伽馬射線的是原子核能級躍遷退激時釋放出的射線,它的波長短於0.01埃的電磁波。
射線首先由法國科學家P.V.維拉德發現,是繼α、β射線後發現的第三種原子核射線,伽馬射線也叫γ射線,又稱γ粒子流。
在太空中產生的伽馬射線是由恆星核心的核聚變產生的,因為無法穿透地球大氣層,因此無法到達地球的低層大氣層,只能在太空中被探測到。在1967年由一顆名為“維拉斯”的人造衛星首次觀測到太空中的伽瑪射線。從20世紀70年代初由不同人造衛星所探測到的伽馬射線圖片,提供了關於幾百顆此前並未發現到的恆星及可能的黑洞。
伽馬射線有很強的穿透力,工業中可用來探傷或流水線的自動控制。伽馬射線對細胞有殺傷力,醫療上用來治療腫瘤。
在2002年的一期英國《自然》雜誌上,一個英國研究小組就報告了他們對於伽馬射線暴的最新研究成果,稱伽馬射線暴與超新星有關。研究者研究了2001年12月的一次伽馬射線暴的觀測資料,歐洲航天局的XMM—牛頓太空望遠鏡觀測到了這次伽馬射線暴長達270秒的X射線波段的“餘輝”。
到目前為止,全世界已經發現了20多個伽馬射線暴的“光學餘輝”,其中大部分的距離已經確定,它們全部是銀河系以外的遙遠天體。“光學餘輝”的發現極大地推動了伽馬射線暴的研究工作,使得人們對伽馬射線暴的觀測波段從伽馬射線發展到了光學和射電波段,觀測時間從幾十秒延長到幾個月甚至幾年。
無論如何,人類追尋來自浩瀚宇宙的神秘能量———伽馬射線暴的勢頭不會因為一系列的疑惑而減少,相反,科學家會更加努力地去探索。作為天文學的基礎研究,這種探索對人們認識宇宙,觀察極端條件下的物理現象並發現新的規律都是很有意義的。 -
5 # cx1944
伽馬射線是波長最短的電磁波,波長短的電磁波由帶電粒子振盪產生。分子熱運動產生紅外線和可見光和紫外線波長較長。高速在真空管中運動的電子,撞擊金屬屏時,電子速度突變可產生波長較短的了X射線。伽馬射線的產生是帶正電質子高速振盪產生的電磁波。質子怎樣能產生振盪呢?是透過核反應來實現的。質子的密度極大體積極小,宇宙只存在兩種基本作用力就是電磁力和萬有引力,都是長程力。不存在強核力短程力,因為不符合距離平方成反比規律。當兩個氫原子靠近時,兩個質子在近距離時萬有引力變得非常強大,但電斥力也非常強大。兩個質子不可能直接碰在一起,而是靠近反彈不斷重複的振盪過程,這時迅速改變的電磁場便產生伽馬射線。直到兩個質子熔合在一起,成為一個氦原子。這時兩個氫原子質心重合,距離為0,萬有引力無限大,就是強核力。氫聚合反應放出伽馬射線巨大能量,就是萬有引力勢能。
回覆列表
伽馬就是高能粒子流,就是種電磁波。人類已經掌控了啊,比如利用它的強大穿透性照照流水線有沒有小缺口啥的,醫學上可以用多條射線相交產生的熱能,不開刀就能燒燒腫瘤的伽馬刀(當然,腦袋擰螺絲固定有點變態,為啥不用別的固定方法)。它的原理就是放射性物質原子核衰變就發出的了biu~biu~biu~的射線。