2013下13年防护单击此处编辑母版标题

1、医学影像教研室爱岗敬业Radiological Physics and Protection课程介绍课程介绍本门课特点本门课特点学习方法学习方法考试考试作业作业 本门课程主要学习内容本门课程主要学习内容原子能级和X线的产生X线与物质的作用和X线衰减放射性核素医用X线的防护本次课主要内容：本次课主要内容： 量子力学简介下次课内容下次课内容原子结构和原子能级*量子力学简介量子力学简介你害怕辐射辐射吗？ 实际上，我们就居住在一个充满辐射的世界。 列举出你所知的辐射来源，其中哪些是对人体基本无害的，而有些是有害的？ 我们就从学习量子力学量子力学理论开始了解辐射辐射这个领域。 放射放射（Radiolog

2、y）的基础理论所涉及的核心内容为微粒系统的能量交换和变微粒系统的能量交换和变化化，主要应用量子力学量子力学来解释, 部分内容涉及相对相对论论。 旧量子力学主要由三部分构成：1、普朗克普朗克的量子假设2、爱因斯坦爱因斯坦的光电理论；3、玻尔玻尔原子结构理论旧旧量子力学简介量子力学简介解释和描述辐射的基本理论之一: 量子力学（Quantum Mechanics）一、量子假设的提出一、量子假设的提出1、19世纪未的物理发展状况及黑体辐射的“紫外灾难”2、普朗克“能量子”的提出。及普朗克常数（h）的提出“量子假设量子假设”，标志着量子力学的诞生。后来普朗因此获得诺贝尔物理奖。(他本人后来却怀疑自己的理

3、论)3.3.普朗克公式普朗克公式* * * E=h E=h* * * (E-能量，h-普朗克恒量且值为6.63x10-34 J*s ，-频率）二、光量子假说的提出光量子假说的提出1. 光电效应1. 爱恩斯坦光量子假说光量子假说的提出（光量子光量子简称光子）光子） 3、光电效应公式：Ek=h-W三、玻尔的原子结构理论三、玻尔的原子结构理论 1、卢瑟福的原子模型 2、 电子轨道的量子化 1）能级 2）核外电子排列：2n2 作业：一.图示氯原子核外电子排列的玻尔模式质能方程E=mC2作业：根据质能方程，计算一个电子的质量全部转化成能量后的能量值（以电子伏表示，需要详细过程）相对论（狭义）相对论（狭义

4、）复习题复习题：1、普朗克公式2、构成能量体的“量子(能量子,光量子)” 的特点3、（单选题）普郎克提出的量子假说认为（ ）A. 光具有粒子性 B辐射的能量吸收是不连续的 C.光的波长是不连续的 D 核外电子电子轨道半径长度是不连续的 4、 （单选题）以下关于光的说法哪项不正确（ ）A.紫外线光子比紫色光光子能量大.光子能量与其频率成正比C.光子能量与其波长成反比.光子能量与其速度成正比.光子波长与频率成反比本节课内容：原子的结构（本节课内容：原子的结构（PagePage）下次课内容：结合能(Page8);辐射与能量(教材上没有)；辐射的分类(教材上没有)第一章第一章 物质结构和特性物质结构和

5、特性 一、原子的结构一、原子的结构 二、原子的能级二、原子的能级 三、原子内部能量改变与辐射三、原子内部能量改变与辐射一、原子结构一、原子结构 1 1、质量构成、质量构成 2 2、空间构成、空间构成 3 3、电荷构成、电荷构成1 1、原子、原子(atom)(atom)的质量构成的质量构成）原子质量构发现历程）原子质量构发现历程电子(electron)的发现和汤姆逊的原子结构模型原子核(atomic nucleus)理论的提出和卢瑟福的原子模型中子(nutron)的发现）原子的质量构成：原子核+核外电子 原子核原子核由中子中子和质子质子组成，均称为核子核子，二者质量相等。为方便计算而采用的相对原

6、子质量u，一个核子,相当于1u（1u=1.6610-27 kg，注意教材上的错误）。 电子电子质量约为质子的1/19002 2、原子的空间构成、原子的空间构成 原子的质量集中于原子核，而原子核占原子空间比例极小，故原子有较大的空虚性。 原子的空虚性与射线的穿透性*3 3、原子的电荷构成、原子的电荷构成 质子带正电荷，电子带负电荷；一个质子和一个电子所带电量相等，均为1.6x10-19 *库仑能量国际标准单位与放射学常用单位之间的换算*： ？eV ？KeV原子原子核电子（负电荷）中子质子（正电荷）小结：质子，中子和电子的质量和电荷二、原子的能级二、原子的能级1、能级的概念2、能级的计算3、能级的

7、特点及能级之间的关系1 1、能级的概念、能级的概念 能级指核外电子的能量状态 核外电子的能量与其所处于的轨道有关 核外电子所处的轨道半径长度不是任意的连续的不是任意的连续的，而只能是一定长度的值一定长度的值，故其核外电子的所具有的能量值也是一定的，这些能量值称之为能级。能级。电子能量与轨道的对应*2、能级、能级(Energy Level)的计算的计算（以氢原子为例）从中我们可以得得出各能级之间关系为：En=？E1（n为轨道序数）*已知氢原子层能级（即最内层电子，n=1)为-13.6eV3、原子能级的一些特点、原子能级的一些特点1）以离原子核无穷远点的电势能为零，原子能级有没有可能出现正值？2）

8、离原子核愈近或者说轨道量子数值愈小，原子能级值愈大还是愈小？复习：复习：1.（单选题）关于原子能级的说法下面哪项正确（ ）A、指原子核的能量状态 B、愈靠内层的两相邻层电子之间的能值差愈大C、愈内层的电子能值愈低 D、愈内层的电子能值愈高2、 （单选题）下面说法哪项不正确（ ）A、电子质量约为质子1/1900 B、电子质量约为中子1/1900 C、一个电子带电量与一个质子相当 D、中子带少量电荷3.（单选题）下面哪项单位换算公式大致正确（ ）A、1C 1.6x10-19 e B. 1J 1.6x10-19 eVC. 1J 6.24x1015 KeV D. 1KJ 6.24x1015 KeV 本

9、次课内容本次课内容:*核外电子结合能（核外电子结合能（Page9）；能量与辐射）；能量与辐射(Page5);辐射的分类（教材上没有）辐射的分类（教材上没有）三、原子核外电子能量改变与辐射三、原子核外电子能量改变与辐射1 1、结合能（、结合能（Page8Page8） 电子摆脱原子核束缚的所需的最小能量被称之为结合能结合能，其值即电子能级的绝对值。2 2、跃迁、跃迁 稳态的能量最低原则 如果原子有内层电子空轨道，外层电子会怎么样？氢原子能级跃跃迁迁的概念能量和辐射（非教材内容）能量和辐射（非教材内容）1 1、简介、简介 1）能量的交换和转移 能量可以在相同形式或不同形式之间转换，能量交换遵守能量守

10、恒定律能量守恒定律2）能量与质量关系 根据爱因斯坦的质能方程质能方程(能量守恒定律扩大为质能守恒定律)：E=mC2 ,C为光速，3 3）辐射）辐射是一种不需借助媒介能量空间运动方式 4）能量单位1焦耳（J）=107尔格（erg）=6.241018 电子伏（eV）2 2、 核外电子跃迁与辐射核外电子跃迁与辐射 有能量变化就有可能有辐射产生或吸收 电子在能量变化时，比如由外层向内层电子轨道跃迁时会释放能量-电磁辐射的形式 ，即光量子，其能量E=h=hc/E=h=hc/ =E1 =E1 E2 E2 * * * *，由此可推算其波，由此可推算其波长。长。 作业：三.试计算电子从氢原子N层轨道跃迁到K层

11、电子所产生的电磁辐射的波长，并验证是否属于可见光范围（K层能级为-13.6ev,可见光波长范围为400-700nm）。3 3、辐射的分类、辐射的分类 辐射的种类和性质： 根据形式分为电磁辐射电磁辐射和粒子辐射粒子辐射 根据来源分为天然辐射和人工辐射 根据对机体作用性质分为电离辐射电离辐射和非电离辐射非电离辐射电磁辐射电磁辐射电磁波谱（图）4、电磁辐射1)关系式 电子能量变化时产生的电磁辐射光子能量：E=h=E1 E=h=E1 E2E22）光子波长、能量和频率之间的关系 E E= =hh=hc/ =hc/ 主要粒子辐射 粒子粒子（高速氦原子核）为重元素衰变时释放，穿透力弱 粒子粒子（高速电子束），穿透力较强，可引起组织深部电离作用，其中正电子射线用于PET 中子中子，不带电，穿透力较强，但会自发衰变成一个质子和电子 介子介子课程阶段小结 原子能级概念光子能量、波长和频率相互之间的关系，及其计算公式 放射物理与防护 （医学影像技术专业用）第一版，余