原子物理学第八章X射线
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射、偏振等波动性质。 <0.1nm：硬X射线，>0.1nm：软X射线。
1.X射线是 电磁波 （横波）
2.X射线的 衍射（波 长测量）
波动性－ X射线在晶体的衍射
利用X射线在晶体的衍射可以测定它的波长， 晶体作为立体光栅，一束X射线射入晶体，发 生衍射时，从任何一晶面上，那些出射方向对 平面的倾角与入射线的倾角相等的X射线，满 足布拉格公式
（1）1895年德国的 Rontgen（伦琴）发现X射线； （2）1896年，法国的 Becguerel（贝克勒尔）发现了放射
性；
（3）1897年，英国的 Thomson（汤姆逊）发现了电子。
第八章 X射线
X射线是德国物理学家伦琴发现的。1845年出生于德国的 一个商人家庭，1869年在苏黎世大学获博士学位。1895年 11月8日傍晚，伦琴在研究阴极射线管中气体放电实验时，为 了避免杂光对实验的影响，他用黑纸板将管子包起来，却发 现距阴极管一段距离外的一块涂有铂氰酸钡结晶物质的屏幕 发出了荧光，伦琴马上意识到,这可能是一种前所未有的新射 线，经检查发现,射线来自阴极射线管管壁。
与太阳类似，不同体积的恒星其“老化”的速率是不一样的，对简单或复杂的生命体 影响也有差异，研究团队对生命在大小不同体积的恒星影响下的寿命进行了研究。奥玛利 -詹姆斯说：“可居住性并不是某个行星的固有属性，它本身也是有生命周期的。”
第八章：X射线
§1 X射线的发现 §2 X射线的产生机制 §3 Compton散射 §4 X射线的吸收
n=2dsin n=1、2、….. 出射线就会加强。
晶体可形成许多不同取向的晶面。X射线经不同晶面反射
时，凡光程满足布喇格公式,在 方向衍射的X光将得到加
在前面的学习中，我们发现原子的能级和光谱都由原子的外 层电子决定的，那么内层的电子是否能发生跃迁而产生光谱呢？ 这正是下面我们要讨论的问题。1807年，英国物理学家道尔顿 依据实验提出：“气体，液体和固体都是由该物质的不可分割 的原子组成。”他还认为，“同种元素的原子，其大小、质量 及各种性质都是相同的。”从而把哲学意义上的原子论推广到 科学的原子论。那么,线度大约在 10的10m原子是否真的不可再分 割了？十九世纪末，连续三年的三大发现，首开了人们向微观 世界进军的先河。它们是：
1979年，科马克、洪斯菲尔德因X射线层析图像技术获诺 贝尔生理医学奖。
8.1 X射线的产生与波性 一.X射线的产生
二.X射线的性质
1）X射线能使照相底片感光； 2）X射线有很大的贯穿本领； 3）X射线能使某些物质的原子、分子电离； 4）X射线是不可见光，它能使某些物质发出可见的荧光； 5）X射线本质上是一种（波长极短0.01-1nm 的）电磁波，具有反射、折射、衍
伦琴的发现引起了极大的轰动，以致于在全世界范围内掀起了 X射线研究热，1896年关于X射线的研究论文高达1000多篇. 之后十几年，主要工作有：
1906年，巴克拉通过偏振现象证实X射线是电磁波；1917年 因特征X射线获诺奖；
1912年，劳厄证实X射线干涉、衍射波动性，1914年诺贝尔奖；
1912-1913年间，布喇格父子用晶体衍射测出X射线波长， 1915年诺奖。 1922-23年间，康普顿证实X射线的粒子性，1927年诺奖。
在末日前的10亿年里，地球上的唯一生命将 是单细胞的微生物，漂留在高温、高盐的独
立水体里
28亿年后，地球生命将迎来末日。届时太阳 将膨胀成一个巨大的红色星球，其热量将使 地球成为灼热的死亡星球。在末日前的10亿 年里，地球上的唯一生命将是单细胞的微生 物，漂留在高温、高盐的独立水体里。
模拟显示地球末日来临前仅微生物可幸存
令人惊奇的是，当用木头等不透明物质挡住这种射线时，荧 光屏仍然发光，而且这种射线能使黑纸包住的照相底片感光， 不被电磁场偏转。经过一个多月的研究，他未能搞清这种射 线的本质，因此赋予它一个神秘的名字--X射线。1895年12 月28日，伦琴向德国物理学医学会递交了第一篇关于X射线 的论文，《论新的射线》，并公布了他夫人的X射线手骨照 片。1901年，他成为诺贝尔物理学奖第一人。
伦琴的发现引起了极大的轰动，以致于在全世界范 围内掀起了X射线研究热，1896年关于X射线的研究 论文高达1000多篇.对X射线的公布，促使法国物理学 家贝克勒尔也投入到这一研究领域之中，为了弄清X射 线产生的机制。他想，如果把荧光物质放在强光下照 时，是否在发荧光的同时，也能放出X射线呢？
于是他把一块荧光物质（铀的化合物--钾铀酰硫酸盐晶体）放 在用黑纸包住的照相底片上，然后放在太阳下晒，结果在底片上 果然发现了与荧光物质形状相同的“像”。一次偶然的机会使他 发现，未经太阳曝晒的底片冲出来后，出现了很深的感光黑影， 这使他非常吃惊。是什么使底片感光呢？跟荧光物质是否有关呢？ 他进一步用不发荧光的铀化合物进行实验，同样使底片感光；可 见铀化合物能发出一种肉眼看不见的射线，与荧光无关。1896年 3月2日，他向法国科学院报告了这一惊人的发现，从此打开了一 个新的研究领域。
如此严酷的前景对于现在的外星生命寻找者来说却是希望所在。未来地球的景象暗示 着，在其他恒星周围的行星上，或许具有比之前预计的更为多样的环境，许多之前认为不 可能出现生命的地方，也许还有一线生机。
通过现有的地球和太阳的知识，英国的研究者计算出了当太阳膨胀成巨大的红色星体 之后，地球生命形态的变化时间表。之前的研究中，地球是作为整体进行模拟的，但圣安 德鲁斯大学的杰克·奥玛利-詹姆斯及其同事认为，应该把生命在某些极端条件下生存的可 能性考虑进去。
放射线的发现看似偶然，但正如杨振宁先生在评价这一故事时 所Biblioteka Baidu的那样，“科学家的‘灵感’对科学家的发现‘非常重要’； 这种灵感必源于他的丰富的实践和经验。”
其实，在1895年以前，由阴极射线管产生的X射线在实验里已 经存在了30多年，在射线发现前，不断有人抱怨，放在阴极射 线管附近的照相底片模糊或感光。如1879年的克鲁克斯， 1890年的古德斯比德等人，但他们都是“当真理碰到鼻尖上 还让其溜走了”的人。
1.X射线是 电磁波 （横波）
2.X射线的 衍射（波 长测量）
波动性－ X射线在晶体的衍射
利用X射线在晶体的衍射可以测定它的波长， 晶体作为立体光栅，一束X射线射入晶体，发 生衍射时，从任何一晶面上，那些出射方向对 平面的倾角与入射线的倾角相等的X射线，满 足布拉格公式
（1）1895年德国的 Rontgen（伦琴）发现X射线； （2）1896年，法国的 Becguerel（贝克勒尔）发现了放射
性；
（3）1897年，英国的 Thomson（汤姆逊）发现了电子。
第八章 X射线
X射线是德国物理学家伦琴发现的。1845年出生于德国的 一个商人家庭，1869年在苏黎世大学获博士学位。1895年 11月8日傍晚，伦琴在研究阴极射线管中气体放电实验时，为 了避免杂光对实验的影响，他用黑纸板将管子包起来，却发 现距阴极管一段距离外的一块涂有铂氰酸钡结晶物质的屏幕 发出了荧光，伦琴马上意识到,这可能是一种前所未有的新射 线，经检查发现,射线来自阴极射线管管壁。
与太阳类似，不同体积的恒星其“老化”的速率是不一样的，对简单或复杂的生命体 影响也有差异，研究团队对生命在大小不同体积的恒星影响下的寿命进行了研究。奥玛利 -詹姆斯说：“可居住性并不是某个行星的固有属性，它本身也是有生命周期的。”
第八章：X射线
§1 X射线的发现 §2 X射线的产生机制 §3 Compton散射 §4 X射线的吸收
n=2dsin n=1、2、….. 出射线就会加强。
晶体可形成许多不同取向的晶面。X射线经不同晶面反射
时，凡光程满足布喇格公式,在 方向衍射的X光将得到加
在前面的学习中，我们发现原子的能级和光谱都由原子的外 层电子决定的，那么内层的电子是否能发生跃迁而产生光谱呢？ 这正是下面我们要讨论的问题。1807年，英国物理学家道尔顿 依据实验提出：“气体，液体和固体都是由该物质的不可分割 的原子组成。”他还认为，“同种元素的原子，其大小、质量 及各种性质都是相同的。”从而把哲学意义上的原子论推广到 科学的原子论。那么,线度大约在 10的10m原子是否真的不可再分 割了？十九世纪末，连续三年的三大发现，首开了人们向微观 世界进军的先河。它们是：
1979年，科马克、洪斯菲尔德因X射线层析图像技术获诺 贝尔生理医学奖。
8.1 X射线的产生与波性 一.X射线的产生
二.X射线的性质
1）X射线能使照相底片感光； 2）X射线有很大的贯穿本领； 3）X射线能使某些物质的原子、分子电离； 4）X射线是不可见光，它能使某些物质发出可见的荧光； 5）X射线本质上是一种（波长极短0.01-1nm 的）电磁波，具有反射、折射、衍
伦琴的发现引起了极大的轰动，以致于在全世界范围内掀起了 X射线研究热，1896年关于X射线的研究论文高达1000多篇. 之后十几年，主要工作有：
1906年，巴克拉通过偏振现象证实X射线是电磁波；1917年 因特征X射线获诺奖；
1912年，劳厄证实X射线干涉、衍射波动性，1914年诺贝尔奖；
1912-1913年间，布喇格父子用晶体衍射测出X射线波长， 1915年诺奖。 1922-23年间，康普顿证实X射线的粒子性，1927年诺奖。
在末日前的10亿年里，地球上的唯一生命将 是单细胞的微生物，漂留在高温、高盐的独
立水体里
28亿年后，地球生命将迎来末日。届时太阳 将膨胀成一个巨大的红色星球，其热量将使 地球成为灼热的死亡星球。在末日前的10亿 年里，地球上的唯一生命将是单细胞的微生 物，漂留在高温、高盐的独立水体里。
模拟显示地球末日来临前仅微生物可幸存
令人惊奇的是，当用木头等不透明物质挡住这种射线时，荧 光屏仍然发光，而且这种射线能使黑纸包住的照相底片感光， 不被电磁场偏转。经过一个多月的研究，他未能搞清这种射 线的本质，因此赋予它一个神秘的名字--X射线。1895年12 月28日，伦琴向德国物理学医学会递交了第一篇关于X射线 的论文，《论新的射线》，并公布了他夫人的X射线手骨照 片。1901年，他成为诺贝尔物理学奖第一人。
伦琴的发现引起了极大的轰动，以致于在全世界范 围内掀起了X射线研究热，1896年关于X射线的研究 论文高达1000多篇.对X射线的公布，促使法国物理学 家贝克勒尔也投入到这一研究领域之中，为了弄清X射 线产生的机制。他想，如果把荧光物质放在强光下照 时，是否在发荧光的同时，也能放出X射线呢？
于是他把一块荧光物质（铀的化合物--钾铀酰硫酸盐晶体）放 在用黑纸包住的照相底片上，然后放在太阳下晒，结果在底片上 果然发现了与荧光物质形状相同的“像”。一次偶然的机会使他 发现，未经太阳曝晒的底片冲出来后，出现了很深的感光黑影， 这使他非常吃惊。是什么使底片感光呢？跟荧光物质是否有关呢？ 他进一步用不发荧光的铀化合物进行实验，同样使底片感光；可 见铀化合物能发出一种肉眼看不见的射线，与荧光无关。1896年 3月2日，他向法国科学院报告了这一惊人的发现，从此打开了一 个新的研究领域。
如此严酷的前景对于现在的外星生命寻找者来说却是希望所在。未来地球的景象暗示 着，在其他恒星周围的行星上，或许具有比之前预计的更为多样的环境，许多之前认为不 可能出现生命的地方，也许还有一线生机。
通过现有的地球和太阳的知识，英国的研究者计算出了当太阳膨胀成巨大的红色星体 之后，地球生命形态的变化时间表。之前的研究中，地球是作为整体进行模拟的，但圣安 德鲁斯大学的杰克·奥玛利-詹姆斯及其同事认为，应该把生命在某些极端条件下生存的可 能性考虑进去。
放射线的发现看似偶然，但正如杨振宁先生在评价这一故事时 所Biblioteka Baidu的那样，“科学家的‘灵感’对科学家的发现‘非常重要’； 这种灵感必源于他的丰富的实践和经验。”
其实，在1895年以前，由阴极射线管产生的X射线在实验里已 经存在了30多年，在射线发现前，不断有人抱怨，放在阴极射 线管附近的照相底片模糊或感光。如1879年的克鲁克斯， 1890年的古德斯比德等人，但他们都是“当真理碰到鼻尖上 还让其溜走了”的人。