伽马射线是什么,能量强吗?

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γ射线是原子核振动产生的一类光波,占用光谱中最短的波段,也是能量最强的一类光波。

因为光子的能量与其频率成正比,与其波长成反比。原子核很小,大概是原子体积的几千亿分之一,所以原子核的的振动产生的光波极短。

γ射线的发现

法国化学家保罗·维拉尔在1900年在研究镭的放射性时发现了伽马射线。1903年欧内斯特·卢瑟福为这种衰变辐射命名伽马射线,因其穿透性强于之前他命名的两种辐射——α射线(氦核)和β射线(电子)。

γ射线的来源

  • 衰变辐射——通常紧跟在α衰变和β衰变之后,当一个受激发的原子核释放出一个α粒子和一个β粒子之后,衰变后的原子核仍然处于高能激发态,于是可以通过发射一个γ光子来回到基态。

  • 闪电——在地球大气层中强烈的放电过程会产生一种叫“地球γ射线闪”的现象,此现象中产生的γ射线可能产生自高强度静电场加速的高能电子因与大气分子作用减速而产生的轫致辐射(是指高速电子骤然减速产生的辐射)。地球γ射线闪产生的γ射线的能级可能达到100 MeV,这会对在雷暴中穿行的飞行器上的乘客造成健康影响。

  • 宇宙射线——当宇宙射线(高能粒子)与一般物质相撞时会产生0.5MeV级的γ射线,而如果宇宙射线中的高能粒子撞上了高原子量的原子则可能释放出兆级(MeV)或更高的γ射线。

  • 脉冲星和磁星——脉冲星或者磁星是高速旋转的中子星,具有强大的磁场。磁场的约束使得脉冲星在两极释放出强大的高能粒子束,并因轫致辐射等原理产生伽马射线。

  • 类星体和活跃的星系——类星体和活跃星系产生的γ射线主要由反向康普顿散射(高能电子将低能光子散射到高能级)、同步辐射或轫致辐射产生。研究认为星系中央的巨星黑洞在转轴两极辐射的高能粒子与气体的相互作用是γ射线(以及X射线)的能量来源。

  • 伽马射线暴——这是迄今为止已知的最强的伽马射线源,但通常时间很短,最多几十秒。2秒以下的伽马射线暴通常是中子星合并或中子星与黑洞合并产生。而长达数十秒的伽马射线暴,通常由超新星爆炸形成黑洞时产生,其在40秒中内释放的能量大约相当于太阳一生释放的能量的总和。

伽马射线和X射线的区别

γ射线与X射线有部分重叠的波谱,但显然极小的一端必是γ射线,也就是说γ射线的波长比X射线短,且能量更高。但通常我们会依据光子产生的来源来称呼他们,由原子核激发产生的射线就是γ射线,而由核外电子产生的则为X射线(即便他们波长相同)。


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宇宙无边无际,宇宙中存在着较多不为人知的能量,这些能量在宇宙中发挥着不同的作用。其中,伽马射线就是一种能量,这种射线能量能够传播到宇宙空间的500亿光年之外,可想而知伽玛射线的能量之大。下面按能量强弱排名挨个进行阐述。


一、伽玛射线爆

伽玛射线爆堪称宇宙最强能量,太空生命或已被杀死。据媒体报道,当一颗有太阳150倍的恒星爆炸时,将会产生宇宙中最明亮的光源,在短短几秒钟内就会释放出太阳在十亿年才能释放出的能量。

这相当于10的39次方吨爆炸物所释放的能量。这种爆炸会产生高能辐射粒子束,称之为伽玛射线爆发,这被天文学家认为是宇宙中最高能量之所在。这是天文学家认为在宇宙中最强大的东西。更为重要的是,伽玛射线爆发会使得我们在其他星体上发现生命的希望落空。基于伽玛射线爆发GRB 020819B所绘制的概念图态度乐观的科学家们认为,我们在宇宙中并不孤单。

但如果真的有其他生命存在,那么到底为什么会寻而不见呢?有一种解释认为是在宇宙中生命是极为罕见的,其原因正是由于伽玛射线爆发在宇宙中的存在。射线爆发含有惊人的伽玛辐射粒子束,通常持续几秒钟至几分钟,最长也可持续数小时。

二、γ射线

γ射线的本质是高能光子,波长短于0.01埃,其能量强于X射线,具有很强的穿透性。主要由放射性物质衰变,恒星的热核反应,大质量恒星超新星爆发,类星体等产生。

宇宙中存在着γ射线暴,虽然持续时间很短,但是伽马射线暴所放出的能量却十分巨大,在若干秒钟时间内所放射出的伽马射线的能量相当于几百个太阳在其一生(100亿年)中所放出的总能量!

三、辐射能量

太阳以辐射形式不断向周围空间释放能量,这种能量叫做辐射能。太阳辐射能的主要形式是光和热。太阳每秒钟发出的太阳能为3.86×1026焦耳而到达地球的却只占太阳能的22亿分之一。每秒到达地球的太阳能为多少焦耳?1.75×1017焦耳,相当于一年中全球总发电量的86000倍多。

辐射能是指电磁波中电场能量和磁场能量的总和,也叫做电磁波的能量。太阳辐射以光速(c=3×10^8米/秒)射向地球,同时它具有微粒和波动这二者的特性。物体的吸热本领与物体表面颜色有关:白色物体不易吸收热辐射, 黑色物体容易吸收太阳热辐射。

四、反物质能量

反物质是正常物质的反状态。当正反物质相遇时,双方就会相互湮灭抵消,发生爆炸并产生巨大能量。正电子、负质子都是反粒子,它们跟通常所说的电子、质子相比较,电量相等但电性相反。

科学家设想在宇宙中可能存在完全由反粒子构成的物质,也就是反物质。电子和反电子的质量相同,但有相反的电荷。质子与反质子也是这样。粒子与反粒子不仅电荷相反,其他一切可以相反的性质也都相反。


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所有的光都是无线电波,只是频率不同,波长不同。我们平常的可见光波长是360nm~770nm,波长更短的是紫外线,再短是X射线,比X射线还短的就是γ射线,γ射线的波长是小于0.001nm所有高能无线电波。

我们知道,光波越短,能量越高,穿透力越强,杀伤力越大。紫外线已经可以杀菌,X射线可以透射拍照,那么γ射线呢?γ射线可以杀人了,原子弹的一个杀生手段就是γ射线,另外它穿透力强,也可以给金属探伤拍照了。

γ射线在宇宙中很常见,一些天文事故中都是大量释放γ射线,比如超新星爆发,中子星相撞,巨型黑洞吞噬其他恒星等等。如果宇宙中在太阳系附近几十光年内有γ射线爆,那么地球上的生命也就灭绝的差不多了。

但是,γ射线在地球表面就不常见了,一般是放射性元素衰变,正反粒子湮灭等核反应实验才有。医疗上现在有γ射线刀用于肿瘤治疗。当然,操作这样的设备,必须做好防护。


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彭晓韬


伽马射线,英文名。Gammaray,是原子衰变裂解释放出的一种射线,波长极短,能量极高,具有较高的放射性,它可使生物体细胞DNA中的脱氧核糖核酸,发生基因突变,因而产生机体组织变异,因此具有强烈的致癌性,当然它也可以杀灭癌细胞。


夜郎草芥


这是带有中微子的波。


用户3865909747050


伽马射线是核子辐射,已经是涉及到原子层面了,所能够检测到的最强辐射也就是这个层面,如果说还有比这更强的,它也只能是这个层面关系的射线了,当前的物理学极限检测程度只能止步于这个关系程度。。。不可能检测到夸克程度的。。。


杨宇林745


γ射线也是光,是具有高能量的光已知γ射线暴是仅次于宇宙大爆炸的能量


nt01


波长极短的电磁波


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