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1、 医学影像技术教研室QQ 583704456Mobile 18166217677 放射物理与防护RadiationPhysicsandProtection 课程内容简介 本课程主要内容和学习目标1 掌握放射物理基础知识如X线和 线的产生和本质等等 2 熟悉辐射剂量的常用单位和主要测量方法3 了解放射治疗剂量学4 熟悉电离辐射对人体的危害5 掌握放射防护的基本原则和外照射防护的一般措施和屏蔽防护 物质结构 一 教学目标 1 掌握卢瑟福的 粒子散射实验的意义和核式模型 原子的空间构成 质量构成和电荷构成 2 掌握玻尔假设和原子能级的概念3 熟悉核外电子结构4 了解普朗克公式和量子力学发展简史放射医
2、学技师职称考试考纲大纲物质结构 1 原子的核外结构 2 原子能级 什么是放射 辐射 Radiation 广义的放射 辐射 指物质释放的能量射线和能量波的现象 而狭义的放射指电离辐射 在我们生存的大自然里放射线是无处不在的 我们的生活始终伴有辐射 我们不应该害怕辐射 而要深入了解辐射 利用它的优点 减少和避免它的危害 辐射来自于物质 而物质由原子组成 所以要学习放射学知识首先要了解原子 第一节原子结构 一 早期原子核和原子模型1 早期哲学概念公元前四百多年古希腊原子概念2 道尔顿原子结构模型1803年英语教师及科学家JohnDalton提出每种元素只含唯一一种原子 为不可割的球状实体 二 电子的
3、发现与梅子布丁原子结构模型 1958年发现阴极射线1897年J J Thomson发现电子 electron 并于1904年提出梅子布丁原子模型 电子 带负电 带电量 e 1 6 10 19C质量 me 9 10 10 31kg PlumPuddingModel 三 卢瑟福的有核原子模型 1911年卢瑟福的 粒子散射试验 粒子受铂的薄膜散射时 绝大多数平均只有2 3 的偏转 但有1 8000的粒子偏转大于90 其中甚至接近180 梅子布丁模型能解释 粒子散射试验现象吗 卢瑟福原子模型 有核模型 行星模型 原子核 质量和正电集中 原子核很小 原子的空间远大原子核 空虚性 核外电子绕原子核旋转 四
4、 玻尔的原子结构理论 一 量子力学 quantummechanics 早期发展1 量子假设1900年普朗克提出 标志着现代物理学的开端 普朗克公式 E h E 吸收辐射能量 h 普朗克恒量 频率 h 6 63x10 34 你能推测h的单位吗 一切成像皆能量 一切能量皆量子 2 光量子假说赤兹于1887年发现光电效应爱因斯坦于1905年用光量子假说成功解释光电效应 印证了量子假设 思考 已知光子能量 如果何计算光子波长 二 玻尔的量子化原子结构1 卢瑟福的原子模型的缺陷2 氢原子光谱的经验总结k 1 2 n k 1 k 2 3 玻尔假设第一 在原子内部存在一系列稳定的能量状态E1 E2 E3 当
5、原子处在任一稳定能态时 电子绕原子核作圆周运动 虽有向心加速度 也不向外辐射能量 而且 只有当电子的角动量等于整数倍的那些轨道才是可能的 即 n l 2 3 称为量子数 二 玻尔的原子模型 第二 当原子从一个能量状态跃迁到另一个能量状态时 它将发射 或吸收 一个单色的光子 其频率由下式决定 原子状态间的跃迁 二 玻尔的原子模型 氢原子的电子轨道 原子所具有的能量也不是连续的 这种不连续的能量状态 称为原子的能级 氢原子能级 一 空间量子化1 主量子数n电子壳层可用主量子数表示主量子数n取1 2 3 等数值时 相应的电子壳层也可用K L M N O P Q等符号表示 三 原子核外的电子排布原子核
6、外的电子结构 一 空间量子化2 角量子数l同一电子壳层中电子又分成若干电子亚层 由角量子数l确定l可取0 1 2 n 1 对应的电子亚层用s p d f g h等符号来表示 三 原子核外的电子结构 一 空间量子化3 磁量子数ml各种轨道平面的空间取向在角量子数l确定后 其量子轨道平面可有 2l 1 个不同的取向4 自旋量子数ms电子有两种自旋状态 其自旋方向相反 三 原子核外的电子结构 二 电子的壳层结构泡利不相容原理 在同一原子中 不能有两个或两个以上的电子具有完全相同的量子数 n l ml ms 主量子数为n的壳层中 可容纳的最多电子数 三 原子核外的电子结构 三 原子核外壳层电子的结合能
7、把移走原子中某壳层轨道电子所需要的最小能量 称为该壳层电子在原子中的结合能 三 原子核外的电子结构 小结 有核原子模型的特点玻尔假设的要点能级 跃迁 基态 激发态 激发和结合能的概念普朗克公式 关于物质结构的说法 错误的是A 核外电子具有不同壳层B 一般每层的电子数为2n2C 物质由原子构成D 核外带负电荷的电子称为 电子云 E 电子没有自旋关于能级的说法 错误的是A 电子轨道半径长度呈连续分布B 原子能级单位多用电子伏表示C 原子处于最低能量状态时称为基态D 轨道电子能级愈大 结合能愈小E 原子能级值呈不连续分布 作业 1 已知光子能量为E eV 推导计算光子波长 nm 的简化公式 精确到有效数字四位数 2 已知氢原子K层电子能级为 13 2eV 求电子从氢原子L层跃迁至K层所释放的光子波长 一 原子模型
