咖馬射線的波長和頻率各是多少?
γ射線,又稱γ粒子流,是原子核能級躍遷蛻變時釋放出的射線,是波長短于0.2埃的電磁波。γ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。γ射線對細胞有殺傷力,醫療上用來治療腫瘤。2011年英國斯特拉斯克萊德大學研究發明地球上最明亮的伽馬射線——比太陽亮1萬億倍。這將開啟醫學研究的新紀元。伽馬射線的頻率10^18-10^22Hz 追問: 喔。雖然你是復制的。但是還是要謝謝
伽馬射線是什么
伽馬射線暴是宇宙中一種伽馬射線突然增強的一種現象,伽馬射線是波長小于0.1納米的電磁波,是比X射線能量還高的一種輻射,它的能量非常高。但是大多數伽馬射線會被地球的大氣層阻擋,觀測必須在地球之外進行。
冷戰時期,美國發射了一系列的軍事衛星來監測全球的核爆炸試驗,在這些衛星上安裝有伽馬射線探測器,用于監視核爆炸所產生的大量的高能射線。偵察衛星在1967年發現了來自浩瀚宇宙空間的伽馬射線在短時間內突然增強的現象,人們稱之為“伽馬射線暴”。由于軍事保密等因素,這個發現直到1973年才公布出來。這是一種讓天文學家感到困惑的現象:一些伽馬射線源會突然出現幾秒鐘,然后消失。這種爆發釋放能量的功率非常高。一次伽馬射線暴的“亮度”相當于全天所有伽馬射線源“亮度”的總和。隨后,不斷有高能天文衛星對伽馬射線暴進行監視,差不多每天都能觀測到一兩次的伽馬射線暴。
伽馬射線暴所釋放的能量甚至可以和宇宙大爆炸相提并論。伽馬射線暴的持續時間很短,長的一般為幾十秒,短的只有十分之幾秒。而且它的亮度變化也是復雜而且無規律的。但伽馬射線暴所放出的能量卻十分巨大,在若干秒鐘時間內所放射出的伽馬射線的能量相當于幾百個太陽在其一生(100億年)中所放出的總能量!
在1997年12月14日發生的伽馬射線暴,它距離地球遠達120億光年,所釋放的能量比超新星爆發還要大幾百倍,在50秒內所釋放出伽馬射線能量就相當于整個銀河系200年的總輻射能量。這個伽馬射線暴在一兩秒內,其亮度與除它以外的整個宇宙一樣明亮。在它附近的幾百千米范圍內,再現了宇宙大爆炸后千分之一秒時的高溫高密情形。
伽馬射線暴形成的原因,到底是由兩個中子星碰撞時產生的還是大質量恒星在死亡時生成黑洞的過程中產生的,至今都沒有定論。但有一點是科學家們都承認的,那就是在有巨大的宇宙能量產生時,比如雷暴產生的過程中 ,會產生伽馬射線,而伽馬射線可能才是閃電形成的主要原因。這個猜想,佛羅里達技術協會的天體物理學家約瑟夫· 德懷爾已經提出了。
伽馬射線的距離是多少?
伽馬射線安全距離是50米左右。
伽馬射線暴是宇宙中一種伽馬射線突然增強的一種現象。"中國科學院國家天文臺趙永恒研究員告訴記者“伽馬射線是波長小于0.1納米的電磁波,是比X射線能量還高的一種輻射,伽瑪暴的能量非常高。但是大多數伽馬射線會被地球的大氣層阻擋,觀測必須在地球之外進行。”
冷戰時期,美國發射了一系列的軍事衛星來監測全球的核爆炸試驗,在這些衛星上安裝有伽馬射線探測器,用于監視核爆炸所產生的大量的高能射線。
什么是伽馬射線呢?
伽馬射線一般指γ射線,又稱γ粒子流,是原子核能級躍遷退激時釋放出的射線。
其是波長短于0.01埃的電磁波(1埃=10-10m),能量高于1.24MeV,頻率超過300EHz(3×1020Hz)。γ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。
γ射線是電磁波的一種,頻率比X射線更高。γ射線首先由法國科學家P.V.維拉德發現,是繼α、β射線后發現的第三種原子核射線。
伽馬射線的產生原理:
放射性原子核在發生α衰變、β衰變后產生的新核往往處于高能量級,要向低能級躍遷,輻射出γ光子。原子核衰變和核反應均可產生γ射線。其為波長短于0.2埃的電磁波。γ射線的波長比X射線要短,所以γ射線具有比X射線還要強的穿透能力。
伽馬射線是頻率高于1.5 千億億 赫茲的電磁波光子。伽馬射線不具有電荷及靜質量,故具有較α粒子及β粒子弱之電離能力。伽馬射線具有極強之穿透能力及帶有高能量。伽馬射線可被高原子數之原子核阻停,例如鉛或乏鈾。
伽馬射線的原理是什么,人類什么時候可以掌握?
伽馬射線指的是波長短于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納米);波長再長一些的就是紫外線(波長為100~400納米)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。
那么電磁波又是什么東西呢?
簡單來說,電磁波就是 溫度高于絕對零度的物質,向空間中衍生發射(輻射)的震蕩粒子波,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,并非所有的電磁輻射都會對人體產生傷害 。
由于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、玻璃在被火焰灼燒后都會釋放出光芒,這種現象正是由于溫度升高后,它們釋放出的電磁波的波長縮短到了400~760納米這個區間范圍,而這個范圍的電磁波正是 能被人類肉眼感知到的 “ 可見光 ”。
波長高于或低于可見光的電磁波,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。當我們的體溫升高后,也會釋放出波長更短的電磁波,而 額溫計中的芯片能測量出物體釋放出的電磁波的波長,于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。
那么通過溫度越高,波長越短這個電磁輻射規律,我們是否可以認為,伽馬射線既然位于電磁波譜上波長最短的位置,那么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么既能發光,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納米的電磁波,于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,屬于放射性現象,所以我們首先來了解一點放射性的知識。
大家都知道,在目前的元素周期表中一共具有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,原子核的構成并非只有質子,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”,其字面意思就是位于元素周期表中的同一個位置。
換言之,即便是元素周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,核素可以分為兩大類型——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,分布于81種元素中。其余的2000多種核素全部都是不穩定的,大部分都分布于83號元素(鉍)以上,只有極少數分布在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,于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—— 當一個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。
那么伽馬衰變又是怎么回事呢?
在原子核發生了α衰變或者β衰變后,仍然處于不穩定的激發態,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。至于說人類何時能掌握伽馬射線,我不太懂你這句話是什么意思,如果指的是應用,那么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。
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,它的波長短于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射線后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恒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,提供了關于幾百顆此前并未發現到的恒星及可能的黑洞。
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》雜志上,一個英國研究小組就報告了他們對于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數據,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“余輝”。
到目前為止,全世界已經發現了20多個伽馬射線暴的“光學余輝”,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。“光學余輝”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。
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通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于激發態,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,能穿透幾十厘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。
什么是伽馬射線?
γ射線,又稱γ粒子流,中文音譯為伽馬射線。
γ射線是一種波長短于0.2埃的電磁波。首先由法國科學家P.V.維拉德發現,是繼α、β射線后發現的第三種原子核射線。它是一種強電磁波,它的波長比X射線還要短,一般波長小于0.001納米。在原子核反應中,當原子核發生α、β衰變后,往往衰變到某個激發態,處于激發態的原子核仍是不穩定的,并且會通過釋放一系列能量使其躍遷到穩定的狀態,而這些能量的釋放是通過射線輻射來實現的,這種射線就是γ射線。
γ射線具有極強的穿透本領。人體受到γ射線照射時,γ射線可以進入到人體的內部,并與體內細胞發生電離作用,電離產生的離子能侵蝕復雜的有機分子,如蛋白質、核酸和酶,它們都是構成活細胞組織的主要成分,一旦它們遭到破壞,就會導致人體內的正常化學過程受到干擾,嚴重的可以使細胞死亡。
人類觀察太空時,看到的為“可見光”,然而電磁波譜的大部分是由不同輻射組成的,當中的輻射的波長有較可見光長,亦有較短,大部分單靠肉眼并不能看到。通過探測伽馬射線能提供肉眼所看不到的太空影像。
在太空中產生的伽馬射線是由恒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。太空中的伽馬射線是在1967年由一顆名為“維拉斯”的人造衛星首次觀測到的。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,提供了關于幾百顆此前并未發現到的恒星及可能的黑洞。于90年代發射的人造衛星(包括康普頓伽馬射線觀測臺),提供了關于超新星、年輕星團、類星體等不同的天文信息。
在軍事上,γ射線強具有很大的威力。一般來說,核爆炸(比如原子彈、氫彈的爆炸)的殺傷力量由4個因素構成:沖擊波、光輻射、放射性污染和貫穿輻射。其中貫穿輻射則主要由強γ射線和中子流組成。由此可見,核爆炸本身就是一個γ射線光源。通過結構的巧妙設計,可以縮小核爆炸的其他硬殺傷因素,使爆炸的能量主要以γ射線的形式釋放,并盡可能地延長γ射線的作用時間(可以為普通核爆炸的3倍),這種核彈就是γ射線彈。
與其他核武器相比,γ射線的威力主要表現在以下2個方面:
(1)γ射線的能量大。由于γ射線的波長非常短,頻率高,因此具有非常大的能量。高能量的γ射線對人體的破壞作用相當大,當人體受到γ射線的輻射劑量達到200~600雷姆時,人體造血器官如骨髓將遭到損壞,白血球嚴重地減少,內出血、頭發脫落,在2個月內死亡的概率為0~80%;當輻射劑量為600~1000雷姆時,在2個月內死亡的概率為80%~100%;當輻射劑量為1000~1500雷姆時,人體腸胃系統將遭破壞,發生腹瀉、發燒、內分泌失調,在兩周內死亡概率幾乎為100%;當輻射劑量為5000雷姆以上時,可導致中樞神經系統受到破壞,發生痙攣、震顫、失調、嗜眠,在2天內死亡的概率為100%。
(2)γ射線的穿透本領極強。γ射線是一種殺人武器,它比中子彈的威力大得多。中子彈是以中子流作為攻擊的手段,但是中子的產額較少,只占核爆炸放出能量的很小一部分,所以殺傷范圍只有500~700米,一般作為戰術武器來使用。γ射線的殺傷范圍,據說為方圓100萬平方千米,這相當于以阿爾卑斯山為中心的整個南歐。因此,它是一種極具威懾力的戰略武器。
γ射線彈除殺傷力大外,還有2個突出的特點:①γ射線彈無需炸藥引爆。一般的核彈都裝有高爆炸藥和雷管,所以貯存時易發生事故。而γ射線彈則沒有引爆炸藥,所以平時貯存安全得多。②γ射線彈沒有爆炸效應。進行這種核試驗不易被測量到,即使在敵方上空爆炸也不易被覺察。因此γ射線彈是很難防御的,正如美國前國防部長科恩在接受德國《世界報》的采訪時說,“這種武器是無聲的,具有瞬時效應。”可見,一旦這個“悄無聲息”的殺手闖入戰場,將成為影響戰場格局的重要因素。
光電效應
光電效應,是物理學中一個重要而神奇的現象,在光的照射下,某些物質內部的電子會被光子激發出來而形成電流,即光生電。光電現象由德國物理學家赫茲于1887年發現,而正確的解釋為愛因斯坦所提出。科學家們對光電效應的深入研究對發展量子理論起了根本性的作用。γ光子與介質的原子相互作用時,整個光子被原子吸收,其所有能量傳遞給原子中的一個電子。該電子獲得能量后就離開原子而被發射出來,稱為光電子。光電子的能量等于入射γ光子的能量減去電子的結合能。