伽馬射線是什麼,能量強嗎?

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γ射線是原子核振動產生的一類光波,佔用光譜中最短的波段,也是能量最強的一類光波。

因為光子的能量與其頻率成正比,與其波長成反比。原子核很小,大概是原子體積的幾千億分之一,所以原子核的的振動產生的光波極短。

γ射線的發現

法國化學家保羅·維拉爾在1900年在研究鐳的放射性時發現了伽馬射線。1903年歐內斯特·盧瑟福為這種衰變輻射命名伽馬射線,因其穿透性強於之前他命名的兩種輻射——α射線(氦核)和β射線(電子)。

γ射線的來源

  • 衰變輻射——通常緊跟在α衰變和β衰變之後,當一個受激發的原子核釋放出一個α粒子和一個β粒子之後,衰變後的原子核仍然處於高能激發態,於是可以通過發射一個γ光子來回到基態。

  • 閃電——在地球大氣層中強烈的放電過程會產生一種叫“地球γ射線閃”的現象,此現象中產生的γ射線可能產生自高強度靜電場加速的高能電子因與大氣分子作用減速而產生的軔致輻射(是指高速電子驟然減速產生的輻射)。地球γ射線閃產生的γ射線的能級可能達到100 MeV,這會對在雷暴中穿行的飛行器上的乘客造成健康影響。

  • 宇宙射線——當宇宙射線(高能粒子)與一般物質相撞時會產生0.5MeV級的γ射線,而如果宇宙射線中的高能粒子撞上了高原子量的原子則可能釋放出兆級(MeV)或更高的γ射線。

  • 脈衝星和磁星——脈衝星或者磁星是高速旋轉的中子星,具有強大的磁場。磁場的約束使得脈衝星在兩極釋放出強大的高能粒子束,並因軔致輻射等原理產生伽馬射線。

  • 類星體和活躍的星系——類星體和活躍星系產生的γ射線主要由反向康普頓散射(高能電子將低能光子散射到高能級)、同步輻射或軔致輻射產生。研究認為星系中央的巨星黑洞在轉軸兩極輻射的高能粒子與氣體的相互作用是γ射線(以及X射線)的能量來源。

  • 伽馬射線暴——這是迄今為止已知的最強的伽馬射線源,但通常時間很短,最多幾十秒。2秒以下的伽馬射線暴通常是中子星合併或中子星與黑洞合併產生。而長達數十秒的伽馬射線暴,通常由超新星爆炸形成黑洞時產生,其在40秒中內釋放的能量大約相當於太陽一生釋放的能量的總和。

伽馬射線和X射線的區別

γ射線與X射線有部分重疊的波譜,但顯然極小的一端必是γ射線,也就是說γ射線的波長比X射線短,且能量更高。但通常我們會依據光子產生的來源來稱呼他們,由原子核激發產生的射線就是γ射線,而由核外電子產生的則為X射線(即便他們波長相同)。


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宇宙無邊無際,宇宙中存在著較多不為人知的能量,這些能量在宇宙中發揮著不同的作用。其中,伽馬射線就是一種能量,這種射線能量能夠傳播到宇宙空間的500億光年之外,可想而知伽瑪射線的能量之大。下面按能量強弱排名挨個進行闡述。


一、伽瑪射線爆

伽瑪射線爆堪稱宇宙最強能量,太空生命或已被殺死。據媒體報道,當一顆有太陽150倍的恆星爆炸時,將會產生宇宙中最明亮的光源,在短短几秒鐘內就會釋放出太陽在十億年才能釋放出的能量。

這相當於10的39次方噸爆炸物所釋放的能量。這種爆炸會產生高能輻射粒子束,稱之為伽瑪射線爆發,這被天文學家認為是宇宙中最高能量之所在。這是天文學家認為在宇宙中最強大的東西。更為重要的是,伽瑪射線爆發會使得我們在其他星體上發現生命的希望落空。基於伽瑪射線爆發GRB 020819B所繪製的概念圖態度樂觀的科學家們認為,我們在宇宙中並不孤單。

但如果真的有其他生命存在,那麼到底為什麼會尋而不見呢?有一種解釋認為是在宇宙中生命是極為罕見的,其原因正是由於伽瑪射線爆發在宇宙中的存在。射線爆發含有驚人的伽瑪輻射粒子束,通常持續幾秒鐘至幾分鐘,最長也可持續數小時。

二、γ射線

γ射線的本質是高能光子,波長短於0.01埃,其能量強於X射線,具有很強的穿透性。主要由放射性物質衰變,恆星的熱核反應,大質量恆星超新星爆發,類星體等產生。

宇宙中存在著γ射線暴,雖然持續時間很短,但是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於幾百個太陽在其一生(100億年)中所放出的總能量!

三、輻射能量

太陽以輻射形式不斷向周圍空間釋放能量,這種能量叫做輻射能。太陽輻射能的主要形式是光和熱。太陽每秒鐘發出的太陽能為3.86×1026焦耳而到達地球的卻只佔太陽能的22億分之一。每秒到達地球的太陽能為多少焦耳?1.75×1017焦耳,相當於一年中全球總髮電量的86000倍多。

輻射能是指電磁波中電場能量和磁場能量的總和,也叫做電磁波的能量。太陽輻射以光速(c=3×10^8米/秒)射向地球,同時它具有微粒和波動這二者的特性。物體的吸熱本領與物體表面顏色有關:白色物體不易吸收熱輻射, 黑色物體容易吸收太陽熱輻射。

四、反物質能量

反物質是正常物質的反狀態。當正反物質相遇時,雙方就會相互湮滅抵消,發生爆炸併產生巨大能量。正電子、負質子都是反粒子,它們跟通常所說的電子、質子相比較,電量相等但電性相反。

科學家設想在宇宙中可能存在完全由反粒子構成的物質,也就是反物質。電子和反電子的質量相同,但有相反的電荷。質子與反質子也是這樣。粒子與反粒子不僅電荷相反,其他一切可以相反的性質也都相反。


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所有的光都是無線電波,只是頻率不同,波長不同。我們平常的可見光波長是360nm~770nm,波長更短的是紫外線,再短是X射線,比X射線還短的就是γ射線,γ射線的波長是小於0.001nm所有高能無線電波。

我們知道,光波越短,能量越高,穿透力越強,殺傷力越大。紫外線已經可以殺菌,X射線可以透射拍照,那麼γ射線呢?γ射線可以殺人了,原子彈的一個殺生手段就是γ射線,另外它穿透力強,也可以給金屬探傷拍照了。

γ射線在宇宙中很常見,一些天文事故中都是大量釋放γ射線,比如超新星爆發,中子星相撞,巨型黑洞吞噬其他恆星等等。如果宇宙中在太陽系附近幾十光年內有γ射線爆,那麼地球上的生命也就滅絕的差不多了。

但是,γ射線在地球表面就不常見了,一般是放射性元素衰變,正反粒子湮滅等核反應實驗才有。醫療上現在有γ射線刀用於腫瘤治療。當然,操作這樣的設備,必須做好防護。


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彭曉韜


伽馬射線,英文名。Gammaray,是原子衰變裂解釋放出的一種射線,波長極短,能量極高,具有較高的放射性,它可使生物體細胞DNA中的脫氧核糖核酸,發生基因突變,因而產生機體組織變異,因此具有強烈的致癌性,當然它也可以殺滅癌細胞。


夜郎草芥


這是帶有中微子的波。


用戶3865909747050


伽馬射線是核子輻射,已經是涉及到原子層面了,所能夠檢測到的最強輻射也就是這個層面,如果說還有比這更強的,它也只能是這個層面關係的射線了,當前的物理學極限檢測程度只能止步於這個關係程度。。。不可能檢測到夸克程度的。。。


楊宇林745


γ射線也是光,是具有高能量的光已知γ射線暴是僅次於宇宙大爆炸的能量


nt01


波長極短的電磁波


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