放射物理与防护-原子结构.ppt
医学影像技术教研室QQ：583704456 Mobile：,放射物理与防护Radiation Physics and Protection,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John Dalton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 10-19 C质量：me=9.10 10-31kg,Plum Pudding Model,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23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、玻尔的原子结构理论（一）量子力学（quantum mechanics）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 k1，2，；nk1，k2，,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（2l1）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 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,
