辐射的种类

2006/1/17 11:37:00

辐射 ，是指由一点向四周发射的意思。例如；物体向四周散发出光和热，这也是一种辐射的现象。
辐射，不需透过物质来传递，我们每天见到的太阳就是最明显的例子，虽然地球和太阳之间是一片真空什么都没有，但是我们仍然能感受到太阳的光和热，也就是靠了太阳对地球的辐射，我们才能在这里生长。

那么，辐射线有那些呢？
     一般辐射线是指从物体放出来的电磁波，例如热线（红外线）、可见光、紫外线、电波等。后来更进一步发现，原来 X 光、加马射线也是电磁波的一种。因为它们的波长很短，更有穿透力和使分子带电的能力，所以又特别叫做「游离辐射线」。
因此，辐射线都属于波长不等的电磁波，依序可分为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、 X 射线和加马射线等，如（表 1 ）所示。

表 1 电磁波的种类

另外，从放射性物质放出的射线，俗称为放射线，比较重要的有阿伐（α）、贝他（β）、加马（γ）三种。其中加马射线的穿透力最强，对我们人体有伤害力，需要屏蔽以保护人体。

下面，就可见光、红外线、 X 光、加马射线的性质及其应用简单举例加以说明。

（一）可见光
在我们的四周围，有红花、黄花、蓝墨水等等，可以看到各种五颜六色的物体。为什么这些物体会显出不同的颜色，我们又是如何去感觉出那些色彩的呢？不是很简单可以说明的。
我们已经知道光是电磁波的一种，我们的眼睛所能看到的光，也就是所谓的可见光，它的波长范围在 4000-8000A （埃）（注 1 ）左右。太阳光或钨丝灯所发出的白光，都含有全部范围的可见光，因此显出白色的光。如果将一束白光照过玻璃三棱镜后，会分散成彩色的「虹」，我们称它为光谱，是从红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫，依序排列，而波长也依序变短。
我们也已经知道有波长比红光更长称为红外线，也就是热线，虽然人的肉眼看不到，但用温度计可以量到。此外，还有波长较紫色光更短的光线称为紫外线，它具有消毒灭菌与感光底片的功能，像红外线、紫外线这一类肉眼看不见的光，我们叫做「不可见光」。
我们由此可知，因为各色光之波长不同，它们所具有的性质与功能也各不相同。那么，究竟波长是什么呢？我们先看水面上的波动来加以说明。
让我们观察浮在水面上的东西，当水波传到时，会上下起伏运动。因为水波一方面上下振动而将此波动向四周传递前进，这种振动方向与前进方向成垂直的波叫做「横波」。例如光波、电磁波也是横波的一种。通常凸出之顶峰，称为波峰，而凹下之底部，称为波谷。波长就是指相邻两个波峰或波谷之间的距离。
【注 1 】波长以「埃」做单位， 1 埃等于一亿分之一公分。

（二）红外线
波长范围 0.8-100 微米（注 2 ）之间，比红色光稍微长的电磁波，叫做红外线。因为具有热的作用，所以也叫热线。虽然，人的眼睛看不到，但是我们可以感觉到它的热。
科学家可以利用仪器来发射并测知红外线。譬如，从卫星上测出地球表面的各种不同温度，以探勘地下的资源或海水的流动等。在夜间，也可利用地上人物与背景之温差，从事夜间照相或观察活动。把红外线追踪器装在飞弹头上，用于追踪飞机或军舰等目标。在医学上，也可用来测知人体表面温暖的分布，以了解血液循环之情形，或利用热线来治疗等。
又因为红外线较容易穿透云层，所以在气象卫星上也可以利用红外线，将红外线所拍的照片与可见光所拍的照片相比较，可以了解云层的厚度与性质，提供气象预报做为参考。
在其它研究上，也可以利用红外线来分析分子的结构种类与定量的应用范围相当广泛。
【注 2 】 1 微米等于百万分之一，也等于「埃」的一万倍。

（三） X- 光（ X 射线）
德国物理学家仑琴于公元 1895 年，在研究比霓虹灯更高一层之真空放电实验时，偶然间发现了许多现象。
某种光，会把照相底片感光，并使涂有萤光剂的屏幕发光，也能穿透木头、橡皮甚至人类的身体。他伸手试验，屏幕上只见他手骨的阴影。当时他并不知到是什么原因，因此就以数学家常用来代表未知数的 X ，将此神奇的光叫做 X- 光，并在学会上发表。
由于它的发表， X- 光引起了许多学者的关心，在医学上工业上应用很广。现在我们在病理的诊断和治疗上也受了很大的恩惠。仑琴由于这个功积也得到世界上最荣耀的第一个诺贝尔物理奖。

（四）咖玛射线
英国的物理学家拉塞福在加拿大的大学教书时，对居里夫人的放射线发现很感兴趣。他用小容器装上放射性物质「镭」放在强力的磁铁之间，观察照相底片感光的结果，知道镭放出三种不同的放射线。当时已经知道带电粒子的运动会受磁铁的影响，也知道其影响的法则，所以拉塞福认为向右弯曲的是带有正电，向左弯曲的是带有负电，而直往向上的不带电，个别用希腊文字α（阿伐）、β（贝他）、γ（加马）来称它。
后来，经过仔细研究知道加马射线与 X- 光同一种电磁波，不过波长较短，穿透力也比 X- 光强得多，最难穿透的铅也要相当的厚度才能挡住。
加马射线是从放射元素放出来的主要放射线，虽然对人体有伤害，但在医、农、工等各方面应用却很广。