第一章 射线检测物理基础

究（化学） • 1946年-H.I Muller (马勒) -X射线辐照引起变异（生理学或医学）
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二 原子核（了解）
1 原子核的构成
原子核=质子+中子
r∝A1/3
核的密度是相同的
2 原子核的质量 * 原子核的质量＜＜组成部分的质量和;
称为激发态， 激发态是不稳定的状态；
* 原子的状态特性：任何不稳定状态的原子必将自动
的回到稳定状态即回到基态；该过程将释放出原子
高于基态的能量，即产生辐射。释放能量的过程可
以一次回到基态，也可以逐次回到基态；
* 跃迁：电子从一个轨道向另一个轨道的运动，称为
跃迁（包括从低到高；或从高到低的运动）；
* 能级：用平行线表示核外电子所处的能量级别称为
是光电效应定律的发现 • 1922年：尼尔斯·亨利克·大卫·玻尔（丹麦）关于原子结构以及原子
辐射的研究 • 1924年-M.G Siegbahn (塞格巴恩)-（瑞典）研究X射线光谱学（物
理） • 1925年：弗兰克·赫兹（德国）发现原子和电子的碰撞规律 • 1927年-A.H Compton (康普顿)-发现散射X射线的波长变化（物理） • 1929年：路易·维克多·德布罗意（法国）发现电子的波动性 • 1935年：詹姆斯·查德威克（英国）发现中子 • 1936年-P.J.W Debye பைடு நூலகம்德拜)-X射线偶极矩和衍射及气体中的电子研
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• 1914年- M.V Laue (劳厄)-发现晶体的X衍射衍射（物理） • 1915年-WH.WL.Bragg (布拉格) –用X射线分析晶体结构（物理） • 1917年-C.G Barkla (巴克拉)-发现X射线对元素的特征发射（物理） • 1921年：阿尔伯特·爱因斯坦（德国）他对数学物理学的成就，特别
hυ=En-Em En、Em分别为较高、较低能级的能量值。稳定 状态的改变（或能量的改变）是不连续的。
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4 玻尔理论中的几个概念：
* 基态：原子处于最低能量的状态称为基态，是稳定
状态；
* 激发态：电子获得能量从低能级轨道进入高能级轨
道，该过程 称为激发；此时原子处于高能量状态，
3 原子结构理论---玻尔理论（玻尔模型） * 20世纪初二种不同的原子结构模型 1903年：汤姆森假设：核子与电子在原子内均匀分布
卢瑟福α粒子散射试验 1911年：卢瑟福模型：行星分布
古典电磁理论 原子的线状光谱
1913年玻尔提出了完善的原子结构模型 ---玻尔模型.
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能级，外壳层能级最高，但外壳层上的电子结合能
最低。
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因对X射线、放射性物质及应用作出贡献而获诺贝 尔奖的科学家
• 1901年- W.K Rontgen (伦琴)德国-发现X射线 （物理） • 东尼1903年：安·亨利·贝克勒尔（法国）发现天然放射性；
皮埃尔·居里（法国）、玛丽·居里（波兰裔法国人）发现并 研究放射性元素钋和镭 • 1904年：瑞利（英国）气体密度的研究和发现氩 • 1906年：约瑟夫·汤姆生（英国）对气体放电理论和实验研 究作出重要贡献并发现电子 • 1908年E.卢瑟福（英国人）首先提出放射性元素的蜕变理 论 • 1911年M.居里（法国人）发现镭和钋
玻尔理论（玻尔模型）的要点： （1）原子中的电子沿着圆形轨道绕核运行，各 轨道有不同的能量状态，叫做能级，各能级的能 值都是确定的。正常情况下电子在能级最低的轨 道上运行，这时的原子状态称作基态。 （2）原子从外界吸收一定能量时，电子就由最 低能级跳到较高能级，这一过程称作跃迁，这时 的原子状态称作激发态。激发态是一种不稳定状 态，电子将再次跃迁回较低能级：
铁原子
铯原子
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原子是有质量、有尺寸的一种粒子。
原子质量微小
相对原子质量
（1）质量：几乎集中在原子核内，核的密度非常大！如
果：把核集中在 1cm3 的体积内，那么：这1cm3 的体积内
核的总重量为 108 吨！ （一万万吨！）
相对原子质量=质子数+中子数+电子数（电子质量小，忽略）
数量关系：原子量 = 质子数 + 中子数 A =Z+ N
例：钴60 60 = 27 + 33 质子数Z=核的正电荷数=电子数=原子序数 （5）核素 ：凡是具有一定质子数、中子数并处于特 定能量状态的原子或原子核称为核素。 （6）同位素：同一种元素的原子具有相同的核电荷数， 即核内质子数相同，中子数可以不同（中子不带电）。
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质子数相同而中子数不同（核电荷数相同而相对
原子质量不同）的各种原子互为同位素。
pie 氕11H
dao 氘
2 1
H
chuan
氚
3 1
H
核素
稳定 不稳定 自发放出α、β或γ射线变为另一种元素
放射性核素获得： ※ Z≥83 ※用高能粒子轰击稳定核素的核
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第一章 射线检测的物理基础
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本章重点讲述四个问题: • 1. 射线的性质、本质和X射线的产生 • 2. 射线谱--连续谱、特征谱、线状谱 • 3. 射线与物质的相互作用 • 4. 射线照相原理、特点
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第一节 原子和原子核结构
一. 元素与原子（了解）
（2）大小：原子半径 10-8 cm 数量级。
原子核半径10-13cm 数量级。
如果：核的半径为 1cm
核（1cm）
电子
* ------------------------------*（约1000米）
10-8/10-13 = 100000 倍
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（3）电荷：原子核带正电；电子带负电；原子为中性。 （4）构成：原子核（质子 + 中子）+电子
1 元素构成物质，每一种元素用元素符号表示（119种）
C CO Fe 2 原子的概念:
• 定义：体现元素性质的最小微粒。
•
组成单质和化合物分子的最小微粒。
•
由原子核和核外电子构成。
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2 原子的构成: * 原子是由原子核和核外电子所构成。 电子围绕原子核作行星运动；电子在一定 轨道上绕核运动。