辐射
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读这一主题的简要总结
辐射、原子和亚原子粒子和波的,比如那些描述热光线,光线和X射线。所有物质时常会受到辐射来自宇宙和陆地来源的两种类型。这篇文章要表达的观点辐射与物质的性质和行为与它交互和描述能源从辐射转移到其环境。相当大的注意力是致力于这样的后果能量转移生活物质,包括正常的对许多生命过程的影响(例如,植物的光合作用和视觉动物)和异常或有害的影响而导致的生物异常类型的辐射的暴露或增加大量的辐射在大自然中常见。各种形式的辐射的应用在医学和技术领域也谈及。
一般的背景
类型的辐射
辐射可能会被认为是能量运动速度等于的速度光在自由面积约3×1010厘米(186000英里)每第二速度不到光,但明显大于热速度(例如,空气分子形成的样本的速度)。第一种构成的光谱的电磁辐射包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线,以及中微子(见下文)。这些都是零质量的特征(理论上)时休息。第二种类型包括粒子如电子、质子和中子。处于休息状态,这些粒子有质量的成分原子和原子核。当这种形式的颗粒物以很高的速度旅行时,他们被认为是辐射。简而言之,两大类型的辐射是明确的有区别的他们的速度传播和相应的静止质量的存在与否。在下面的讨论中,第一类被称为“电磁辐射”(加上中微子)和第二的“物质射线。”
一次,电磁射线被认为是固有的-如波浪般的,他们分散在空间和展览干扰当他们聚在一起两个或两个以上的来源。(这种行为体现在水波的方式传播并定期加强和取消。)光线问题,另一方面,被认为是在character-i.e固有的粒子。,局部空间和干扰的能力。然而,在1900年代早期,主要实验和服务员理论表明,各种形式的辐射,在适当的条件下,可以表现出粒子和波状的行为。这被称为波粒二象性并提供在很大程度上现代的基础量子物质和辐射理论。的波行为通过空间传播的辐射是明显的,而粒子行为是通过与物质的相互作用的本质。因此,使用术语必须只有当波和粒子适当的。
电磁射线和中微子
电磁波谱的可见光和其他组件
根据的理论相对论,光的速度是独立于一个固定的数量吗速度发射器的吸收器,或者可能独立的观察者,这三个国家做影响速度等常见的波状的干扰声音。在一个扩展的定义,光一词包括电磁辐射的全部。它包括以下几点:长电磁波预测由苏格兰物理学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦1864年,德国物理学家发现的海因里希。赫兹1887年(现在称为无线电波);红外线和紫外线;X射线在1895年发现的威廉·康拉德·伦琴德国的;伴随许多放射性衰变过程的伽马射线;和一些更加精力充沛(能源)X射线和伽玛射线产生的正常操作的伴奏:超强能量的机器(即。粒子加速器,如范德格拉夫发电机,回旋加速器及其变体和线性加速器)。
光的行为似乎古代哲学家感兴趣但是没有刺激实验,虽然他们都是印象深刻的视觉。第一个有意义的光学实验光由英国物理学家和数学家艾萨克·牛顿(1666年开始),显示(1)白色的光的衍射,棱镜到它的各种颜色可以还原成白光通过棱镜在相反的位置安排和(2)的一个特定的吗颜色选择从棱镜的衍射谱无法进一步衍射光束的其他颜色的一个额外的棱镜。牛顿假设光微粒的性质,每种颜色代表一个不同的粒子速度,一个错误的假设。此外,为了占折射光的微粒说,荷兰科学家的波浪理论相反克里斯蒂安·惠更斯(发达国家大约在同一时间),轻触觉小体密度以更大的速度旅行中。支持波浪理论是麦克斯韦的电磁理论》(1864)和随后的伦琴发现赫兹和很长和很短的波浪麦克斯韦已经包含在他的理论。德国物理学家马克斯·普朗克提出了一个量子辐射理论来应对一些困难与光的波动理论,爱因斯坦在1905年提出,由光广达电脑(后来称为光子)。因此,实验和理论从粒子(牛顿),像波(惠更斯)(Maxwell)像粒子(爱因斯坦),视速度的影响源的速度或接收机的速度。此外发现,1922年,短波长电磁辐射(如X射线)动力如可能预期的粒子,其中一部分可以被转移到电子碰撞(即。康普顿效应)。
中微子和反中微子
中微子和他们的反粒子是形式的辐射与电磁射线,它们以光速旅行和很少或根本没有静止质量为零负责。他们也由:超强能量粒子加速器和某些类型的放射性衰变。