輻射的種類

2006/1/17 11:37:00

輻射 ，是指由一點(diǎn)向四周發(fā)射的意思。例如；物體向四周散發(fā)出光和熱，這也是一種輻射的現(xiàn)象。
輻射，不需透過(guò)物質(zhì)來(lái)傳遞，我們每天見(jiàn)到的太陽(yáng)就是最明顯的例子，雖然地球和太陽(yáng)之間是一片真空什么都沒(méi)有，但是我們?nèi)匀荒芨惺艿教��?yáng)的光和熱，也就是靠了太陽(yáng)對(duì)地球的輻射，我們才能在這里生長(zhǎng)。

那么，輻射線有那些呢？
     一般輻射線是指從物體放出來(lái)的電磁波，例如熱線（紅外線）、可見(jiàn)光、紫外線、電波等。后來(lái)更進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，原來(lái) X 光、加馬射線也是電磁波的一種。因?yàn)樗鼈兊牟ㄩL(zhǎng)很短，更有穿透力和使分子帶電的能力，所以又特別叫做「游離輻射線」。
因此，輻射線都屬于波長(zhǎng)不等的電磁波，依序可分為無(wú)線電波、微波、紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、 X 射線和加馬射線等，如（表 1 ）所示。

表 1 電磁波的種類

另外，從放射性物質(zhì)放出的射線，俗稱為放射線，比較重要的有阿伐（α）、貝他（β）、加馬（γ）三種。其中加馬射線的穿透力最強(qiáng)，對(duì)我們?nèi)梭w有傷害力，需要屏蔽以保護(hù)人體。

下面，就可見(jiàn)光、紅外線、 X 光、加馬射線的性質(zhì)及其應(yīng)用簡(jiǎn)單舉例加以說(shuō)明。

（一）可見(jiàn)光
在我們的四周圍，有紅花、黃花、藍(lán)墨水等等，可以看到各種五顏六色的物體。為什么這些物體會(huì)顯出不同的顏色，我們又是如何去感覺(jué)出那些色彩的呢？不是很簡(jiǎn)單可以說(shuō)明的。
我們已經(jīng)知道光是電磁波的一種，我們的眼睛所能看到的光，也就是所謂的可見(jiàn)光，它的波長(zhǎng)范圍在 4000-8000A （埃）（注 1 ）左右。太陽(yáng)光或鎢絲燈所發(fā)出的白光，都含有全部范圍的可見(jiàn)光，因此顯出白色的光。如果將一束白光照過(guò)玻璃三棱鏡后，會(huì)分散成彩色的「虹」，我們稱它為光譜，是從紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫，依序排列，而波長(zhǎng)也依序變短。
我們也已經(jīng)知道有波長(zhǎng)比紅光更長(zhǎng)稱為紅外線，也就是熱線，雖然人的肉眼看不到，但用溫度計(jì)可以量到。此外，還有波長(zhǎng)較紫色光更短的光線稱為紫外線，它具有消毒滅菌與感光底片的功能，像紅外線、紫外線這一類肉眼看不見(jiàn)的光，我們叫做「不可見(jiàn)光」。
我們由此可知，因?yàn)楦魃�光之波長(zhǎng)不同，它們所具有的性質(zhì)與功能也各不相同。那么，究竟波長(zhǎng)是什么呢？我們先看水面上的波動(dòng)來(lái)加以說(shuō)明。
讓我們觀察浮在水面上的東西，當(dāng)水波傳到時(shí)，會(huì)上下起伏運(yùn)動(dòng)。因?yàn)樗�波一方面上下振�?dòng)而將此波動(dòng)向四周傳遞前進(jìn)，這種振動(dòng)方向與前進(jìn)方向成垂直的波叫做「橫波」。例如光波、電磁波也是橫波的一種。通常凸出之頂峰，稱為波峰，而凹下之底部，稱為波谷。波長(zhǎng)就是指相鄰兩個(gè)波峰或波谷之間的距離。
【注 1 】波長(zhǎng)以「埃」做單位， 1 埃等于一億分之一公分。

（二）紅外線
波長(zhǎng)范圍 0.8-100 微米（注 2 ）之間，比紅色光稍微長(zhǎng)的電磁波，叫做紅外線。因?yàn)榫哂袩岬淖饔茫�所以也叫熱線。雖然，人的眼睛看不到，但是我們可以感覺(jué)到它的熱。
科學(xué)家可以利用儀器來(lái)發(fā)射并測(cè)知紅外線。譬如，從衛(wèi)星上測(cè)出地球表面的各種不同溫度，以探勘地下的資源或海水的流動(dòng)等。在夜間，也可利用地上人物與背景之溫差，從事夜間照相或觀察活動(dòng)。把紅外線追蹤器裝在飛彈頭上，用于追蹤飛機(jī)或軍艦等目標(biāo)。在醫(yī)學(xué)上，也可用來(lái)測(cè)知人體表面溫暖的分布，以了解血液循環(huán)之情形，或利用熱線來(lái)治療等。
又因?yàn)榧t外線較容易穿透云層，所以在氣象衛(wèi)星上也可以利用紅外線，將紅外線所拍的照片與可見(jiàn)光所拍的照片相比較，可以了解云層的厚度與性質(zhì)，提供氣象預(yù)報(bào)做為參考。
在其它研究上，也可以利用紅外線來(lái)分析分子的結(jié)構(gòu)種類與定量的應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛。
【注 2 】 1 微米等于百萬(wàn)分之一，也等于「埃」的一萬(wàn)倍。

（三） X- 光（ X 射線）
德國(guó)物理學(xué)家侖琴于公元 1895 年，在研究比霓虹燈更高一層之真空放電實(shí)驗(yàn)時(shí)，偶然間發(fā)現(xiàn)了許多現(xiàn)象。
某種光，會(huì)把照相底片感光，并使涂有螢光劑的屏幕發(fā)光，也能穿透木頭、橡皮甚至人類的身體。他伸手試驗(yàn)，屏幕上只見(jiàn)他手骨的陰影。當(dāng)時(shí)他并不知到是什么原因，因此就以數(shù)學(xué)家常用來(lái)代表未知數(shù)的 X ，將此神奇的光叫做 X- 光，并在學(xué)會(huì)上發(fā)表。
由于它的發(fā)表， X- 光引起了許多學(xué)者的關(guān)心，在醫(yī)學(xué)上工業(yè)上應(yīng)用很廣。現(xiàn)在我們?cè)诓±淼脑\斷和治療上也受了很大的恩惠。侖琴由于這個(gè)功積也得到世界上最榮耀的第一個(gè)諾貝爾物理獎(jiǎng)。

（四）咖瑪射線
英國(guó)的物理學(xué)家拉塞福在加拿大的大學(xué)教書(shū)時(shí)，對(duì)居里夫人的放射線發(fā)現(xiàn)很感興趣。他用小容器裝上放射性物質(zhì)「鐳」放在強(qiáng)力的磁鐵之間，觀察照相底片感光的結(jié)果，知道鐳放出三種不同的放射線。當(dāng)時(shí)已經(jīng)知道帶電粒子的運(yùn)動(dòng)會(huì)受磁鐵的影響，也知道其影響的法則，所以拉塞福認(rèn)為向右彎曲的是帶有正電，向左彎曲的是帶有負(fù)電，而直往向上的不帶電，個(gè)別用希臘文字α（阿伐）、β（貝他）、γ（加馬）來(lái)稱它。
后來(lái)，經(jīng)過(guò)仔細(xì)研究知道加馬射線與 X- 光同一種電磁波，不過(guò)波長(zhǎng)較短，穿透力也比 X- 光強(qiáng)得多，最難穿透的鉛也要相當(dāng)?shù)暮穸炔拍軗踝　?
加馬射線是從放射元素放出來(lái)的主要放射線，雖然對(duì)人體有傷害，但在醫(yī)、農(nóng)、工等各方面應(yīng)用卻很廣。