可見光的波長(zhǎng)范圍在0.77～0.39微米之間。波長(zhǎng)不同的電磁波，引起人眼的顏色感覺不同。0.77～0.622微米，感覺為紅色；0.622～0.597微米，橙色；0.597～0.577微米，黃色；0.577～0.492微米，綠色；0.492～0.455微米，藍(lán)靛色；0.455～0.39微米，紫色。 

廣義的光:(按波長(zhǎng)增加方向描述)
R射線
波長(zhǎng)短于0.02nm的電磁波。通過對(duì) γ 射線譜的研究可了解核的能級(jí)結(jié)構(gòu)。 γ 射線有很強(qiáng)的穿透力，工業(yè)中可用來探傷或流水線的自動(dòng)控制。 γ 射線對(duì)細(xì)胞有殺傷力，醫(yī)療上用來治療腫瘤。 
X射線
波長(zhǎng)小于0.01nm的稱超硬X射線，在0.01～0.1nm范圍內(nèi)的稱硬X射線，0.1～10nm范圍內(nèi)的稱軟X射線。X射線具有很強(qiáng)的穿透力，醫(yī)學(xué)上常用作透視檢查，工業(yè)中用來探傷。長(zhǎng)期受X射線輻射對(duì)人體有傷害。X射線可激發(fā)熒光、使氣體電離、使感光乳膠感光，故X射線可用電離計(jì)、閃爍計(jì)數(shù)器和感光乳膠片等檢測(cè)。晶體的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)對(duì)X射線可產(chǎn)生顯著的衍射作用，X 射線衍射法已成為研究晶體結(jié)構(gòu)、形貌和各種缺陷的重要手段。
紫外
波長(zhǎng)從10—400nm（可見光紫端到X射線間）輻射的總稱。日光燈、各種熒光燈和農(nóng)業(yè)上用來誘殺害蟲的黑光燈都是用紫外線激發(fā)熒光物質(zhì)發(fā)光的。特別是目前生產(chǎn)芯片關(guān)鍵步驟--曝光，用的就是180nm的深紫外。
可見光：390nm～760nm波段。
其中420nm一下由于受到玻璃材料的限制一般不能透過光學(xué)鏡頭。
紅外
近紅外，波長(zhǎng)0.76～1.5um，穿入人體組織較深,約5～10mm；遠(yuǎn)紅外，波長(zhǎng)1.5～1000um，多被表層皮膚吸收，穿透組織深度小于2mm。近紅外在監(jiān)視設(shè)備中用的較多，一般自帶近紅外光源，系統(tǒng)設(shè)計(jì)與可見光十分類似。遠(yuǎn)紅外多用于軍事。
微波
頻率為300MHz-300GHz(波長(zhǎng)1mm～1m)的電磁波。
日常所用微波爐磁控管的工作主頻率還是2.45GHz(122mm波長(zhǎng))，一般在10MHz范圍內(nèi)波動(dòng)。
電磁爐的加熱線圈工作頻率在20-30千赫的中頻，加熱功率就是標(biāo)注功率，有600瓦到2200瓦。
手機(jī)，中國(guó)的頻率是900M(波長(zhǎng)0.3m)為主加上1800M，美國(guó)、加拿大是850M加上1900M，歐洲是900M再加上450M、420M等各國(guó)獨(dú)有的頻點(diǎn)。

　　特征X射線及其衍射 X射線是一種波長(zhǎng)很短(約為20～0.06┱)的電磁波，能穿透一定厚度的物質(zhì)，并能使熒光物質(zhì)發(fā)光、照相乳膠感光、氣體電離。在用高能電子束轟擊金屬 “靶”材產(chǎn)生X射線，它具有與靶中元素相對(duì)應(yīng)的特定波長(zhǎng)，稱為特征（或標(biāo)識(shí)）X射線。如銅靶材對(duì)應(yīng)的X射線的波長(zhǎng)大約為1.5406埃?？紤]到X射線的波 長(zhǎng)和晶體內(nèi)部原子面間的距離相近，1912年德國(guó)物理學(xué)家勞厄(M.von Laue)提出一個(gè)重要的科學(xué)預(yù)見：晶體可以作為X射線的空間衍射光柵,即當(dāng)一束 X射線通過晶體時(shí)將發(fā)生衍射，衍射波疊加的結(jié)果使射線的強(qiáng)度在某些方向上加強(qiáng)，在其他方向上減弱。分析在照相底片上得到的衍射花樣，便可確定晶體結(jié)構(gòu)。這 一預(yù)見隨即為實(shí)驗(yàn)所驗(yàn)證。1913年英國(guó)物理學(xué)家布拉格父子(W.H.Bragg,W.L.Bragg)在勞厄發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上,不僅成功地測(cè)定了NaCl、 KCl等的晶體結(jié)構(gòu),并提出了作為晶體衍射基礎(chǔ)的著名公式──布拉格方程：

　　2d sinθ=nλ

　　式中λ為X射線的波長(zhǎng)，n為任何正整數(shù)。

當(dāng)X射線以掠角θ(入射角的余角)入射到某一點(diǎn)陣晶格間距為d的晶面上時(shí)(圖1),在符合上式的條件下，將在反射方向上得到因疊加而加強(qiáng)的衍射線。布 拉格方程簡(jiǎn)潔直觀地表達(dá)了衍射所必須滿足的條件。當(dāng) X射線波長(zhǎng)λ已知時(shí)(選用固定波長(zhǎng)的特征X射線)，采用細(xì)粉末或細(xì)粒多晶體的線狀樣品,可從一堆任意取向的晶體中，從每一θ角符合布拉格方程條件的反射面 得到反射,測(cè)出θ后，利用布拉格方程即可確定點(diǎn)陣晶面間距、晶胞大小和類型;根據(jù)衍射線的強(qiáng)度,還可進(jìn)一步確定晶胞內(nèi)原子的排布。這便是X射線結(jié)構(gòu)分析中 的粉末法或德拜-謝樂(Debye—Scherrer)法(圖2a)的理論基礎(chǔ)。而在測(cè)定單晶取向的勞厄法中（圖2b）所用單晶樣品保持固定不變動(dòng)（即θ 不變）,以輻射束的波長(zhǎng)作為變量來保證晶體中一切晶面都滿足布拉格方程的條件,故選用連續(xù)X射線束。如果利用結(jié)構(gòu)已知的晶體，則在測(cè)定出衍射線的方向θ 后,便可計(jì)算X射線的波長(zhǎng)，從而判定產(chǎn)生特征X射線的元素。這便是X射線譜術(shù),可用于分析金屬和合金的成分。

　　X射線衍射在金屬學(xué)中的應(yīng)用 X射線衍射現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)后，很快被用于研究金屬和合金的晶體結(jié)構(gòu)，出現(xiàn)了許多具有重大意義的結(jié)果。如韋斯特格倫（A.Westgren）(1922年)證明 α、β和δ鐵都是立方結(jié)構(gòu)，β-Fe并不是一種新相;而鐵中的α─→γ轉(zhuǎn)變實(shí)質(zhì)上是由體心立方晶體轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫘牧⒎骄w，從而最終否定了β-Fe硬化理論。 隨后,在用X射線測(cè)定眾多金屬和合金的晶體結(jié)構(gòu)的同時(shí)，在相圖測(cè)定以及在固態(tài)相變和范性形變研究等領(lǐng)域中均取得了豐碩的成果。如對(duì)超點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)，推動(dòng) 了對(duì)合金中有序無序轉(zhuǎn)變的研究，對(duì)馬氏體相變晶體學(xué)的測(cè)定，確定了馬氏體和奧氏體的取向關(guān)系；對(duì)鋁銅合金脫溶的研究等等。目前 X射線衍射(包括散射)已經(jīng)成為研究晶體物質(zhì)和某些非晶態(tài)物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的有效方法。在金屬中的主要應(yīng)用有以下方面：

　　物相分析 是 X射線衍射在金屬中用得最多的方面，分定性分析和定量分析。前者把對(duì)材料測(cè)得的點(diǎn)陣平面間距及衍射強(qiáng)度與標(biāo)準(zhǔn)物相的衍射數(shù)據(jù)相比較，確定材料中存在的物 相；后者則根據(jù)衍射花樣的強(qiáng)度，確定材料中各相的含量。在研究性能和各相含量的關(guān)系和檢查材料的成分配比及隨后的處理規(guī)程是否合理等方面都得到廣泛應(yīng)用。

　　精密測(cè)定點(diǎn)陣參數(shù) 常用于相圖的固態(tài)溶解度曲線的測(cè)定。溶解度的變化往往引起點(diǎn)陣常數(shù)的變化；當(dāng)達(dá)到溶解限后，溶質(zhì)的繼續(xù)增加引起新相的析出，不再引起點(diǎn)陣常數(shù)的變化。這個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)即為溶解限。另外點(diǎn)陣常數(shù)的精密測(cè)定可得到單位晶胞原子數(shù)，從而確定固溶體類型；還可以計(jì)算出密度、膨脹系數(shù)等有用的物理常數(shù)。

　　取向分析 包括測(cè)定單晶取向和多晶的結(jié)構(gòu)（見擇優(yōu)取向）。測(cè)定硅鋼片的取向就是一例。另外，為研究金屬的范性形變過程，如孿生、滑移、滑移面的轉(zhuǎn)動(dòng)等，也與取向的測(cè)定有關(guān)。

　　晶粒（嵌鑲塊）大小和微觀應(yīng)力的測(cè)定 由衍射花樣的形狀和強(qiáng)度可計(jì)算晶粒和微應(yīng)力的大小。在形變和熱處理過程中這兩者有明顯變化，它直接影響材料的性能。

　　宏觀應(yīng)力的測(cè)定 宏觀殘留應(yīng)力的方向和大小，直接影響機(jī)器零件的使用壽命。利用測(cè)量點(diǎn)陣平面在不同方向上的間距的變化，可計(jì)算出殘留應(yīng)力的大小和方向。

　　對(duì)晶體結(jié)構(gòu)不完整性的研究 包括對(duì)層錯(cuò)、位錯(cuò)、原子靜態(tài)或動(dòng)態(tài)地偏離平衡位置，短程有序，原子偏聚等方面的研究（見晶體缺陷）。

　　合金相變 包括脫溶、有序無序轉(zhuǎn)變、母相新相的晶體學(xué)關(guān)系，等等。

　　結(jié)構(gòu)分析 對(duì)新發(fā)現(xiàn)的合金相進(jìn)行測(cè)定，確定點(diǎn)陣類型、點(diǎn)陣參數(shù)、對(duì)稱性、原子位置等晶體學(xué)數(shù)據(jù)。

　　液態(tài)金屬和非晶態(tài)金屬 研究非晶態(tài)金屬和液態(tài)金屬結(jié)構(gòu)，如測(cè)定近程序參量、配位數(shù)等。

　　特殊狀態(tài)下的分析 在高溫、低溫和瞬時(shí)的動(dòng)態(tài)分析。

此外，小角度散射用于研究電子濃度不均勻區(qū)的形狀和大小,X射線形貌術(shù)用于研究近完整晶體中的缺陷如位錯(cuò)線等，也得到了重視。

　　X射線分析的新發(fā)展 金屬X射線分 析由于設(shè)備和技術(shù)的普及已逐步變成金屬研究和材料測(cè)試的常規(guī)方法。早期多用照相法，這種方法費(fèi)時(shí)較長(zhǎng)，強(qiáng)度測(cè)量的精確度低。50年代初問世的計(jì)數(shù)器衍射儀 法具有快速、強(qiáng)度測(cè)量準(zhǔn)確，并可配備計(jì)算機(jī)控制等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。但使用單色器的照相法在微量樣品和探索未知新相的分析中仍有自己的特色。從 70年代以來，隨著高強(qiáng)度X射線源（包括超高強(qiáng)度的旋轉(zhuǎn)陽極X射線發(fā)生器、電子同步加速輻射,高壓脈沖X射線源）和高靈敏度探測(cè)器的出現(xiàn)以及電子計(jì)算機(jī)分 析的應(yīng)用，使金屬 X射線學(xué)獲得新的推動(dòng)力。這些新技術(shù)的結(jié)合，不僅大大加快分析速度，提高精度，而且可以進(jìn)行瞬時(shí)的動(dòng)態(tài)觀察以及對(duì)更為微弱或精細(xì)效應(yīng)的研究。

α射線

目錄

α粒子

α射線

α射線的發(fā)現(xiàn)

α射線的危害

γ射線，又稱γ粒子流。 波長(zhǎng)短于0.2埃的電磁波。首先由法國(guó)科學(xué)家P.V.維拉德發(fā)現(xiàn)，是繼α、β射線后發(fā)現(xiàn)的第三種原子核射線。γ射線是因核能級(jí)間的躍遷而產(chǎn)生，原子核衰變和核反應(yīng)均可產(chǎn)生γ射線 。γ射線具有比X射線還 要強(qiáng)的穿透能力。當(dāng)γ射線通過物質(zhì)并與原子相互作用時(shí)會(huì)產(chǎn)生光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)和正負(fù)電子對(duì)三種效應(yīng)。原子核釋放出的γ光子與核外電子相碰時(shí)，會(huì)把全部 能量交給電子，使電子電離成為光電子，此即光電效應(yīng)。由于核外電子殼層出現(xiàn)空位，將產(chǎn)生內(nèi)層電子的躍遷并發(fā)射X射線標(biāo)識(shí)譜。高能γ光子（＞2兆電子伏特） 的光電效應(yīng)較弱。γ光子的能量較高時(shí)，除上述光電效應(yīng)外，還可能與核外電子發(fā)生彈性碰撞，γ光子的能量和運(yùn)動(dòng)方向均有改變，從而產(chǎn)生康普頓效應(yīng)。當(dāng)γ光子 的能量大于電子靜質(zhì)量的兩倍時(shí)，由于受原子核的作用而轉(zhuǎn)變成正負(fù)電子對(duì)，此效應(yīng)隨γ光子能量的增高而增強(qiáng)。γ光子不帶電，故不能用磁偏轉(zhuǎn)法測(cè)出其能量，通 常利用γ光子造成的上述次級(jí)效應(yīng)間接求出，例如通過測(cè)量光電子或正負(fù)電子對(duì)的能量推算出來。此外還可用γ譜儀（利用晶體對(duì)γ射線的衍射）直接測(cè)量γ光子的 能量。由熒光晶體、光電倍增管和電子儀器組成的閃爍計(jì)數(shù)器是探測(cè)γ射線強(qiáng)度的常用儀器。
通過對(duì)γ射線譜的研究可了解核的能級(jí)結(jié)構(gòu)。γ射線有很強(qiáng)的穿透力，工業(yè)中可用來探傷或流水線的自動(dòng)控制。γ射線對(duì)細(xì)胞有殺傷力，醫(yī)療上用來治療腫瘤。
γ射線是一種強(qiáng)電磁波，它的波長(zhǎng)比X射線還要短，一般波長(zhǎng)＜0．001納米。在原子核反應(yīng)中，當(dāng)原子核發(fā)生α、β衰變后，往往衰變到某個(gè)激發(fā)態(tài)，處于 激發(fā)態(tài)的原子核仍是不穩(wěn)定的，并且會(huì)通過釋放一系列能量使其躍遷到穩(wěn)定的狀態(tài)，而這些能量的釋放是通過射線輻射來實(shí)現(xiàn)的，這種射線就是γ射線。
γ射線具有極強(qiáng)的穿透本領(lǐng)。人體受到γ射線照射時(shí)，γ射線可以進(jìn)入到人體的內(nèi)部，并與體內(nèi)細(xì)胞發(fā)生電離作用，電離產(chǎn)生的離子能侵蝕復(fù)雜的有機(jī)分子，如蛋白質(zhì)、核酸和酶，它們都是構(gòu)成活細(xì)胞組織的主要成份，一旦它們?cè)獾狡茐?，就?huì)導(dǎo)致人體內(nèi)的正常化學(xué)過程受到干擾，嚴(yán)重的可以使細(xì)胞死亡。 一般來說，核爆炸（比如原子彈、氫彈的 爆炸）的殺傷力量由四個(gè)因素構(gòu)成：沖擊波、光輻射、放射性沾染和貫穿輻射。其中貫穿輻射則主要由強(qiáng)γ射線和中子流組成。由此可見，核爆炸本身就是一個(gè)γ射 線光源。通過結(jié)構(gòu)的巧妙設(shè)計(jì)，可以縮小核爆炸的其他硬殺傷因素，使爆炸的能量主要以γ射線的形式釋放，并盡可能地延長(zhǎng)γ射線的作用時(shí)間（可以為普通核爆炸 的三倍），這種核彈就是γ射線彈。
與其他核武器相比，γ射線的威力主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：一是γ射線的能量大。由于γ射線的波長(zhǎng)非常短，頻率高，因此具有非常大的能量。高能量的γ射線對(duì)人體的破壞作用相當(dāng)大，當(dāng)人體受到γ射線的輻射劑量達(dá)到200－600雷姆時(shí)，人體造血器官如骨髓將遭到損壞，白血球嚴(yán)重地減少，內(nèi)出血、頭發(fā)脫落，在兩個(gè)月內(nèi)死亡的概率為0－80％；當(dāng)輻射劑量為600－1000雷姆時(shí)，在兩個(gè)月內(nèi)死亡的概率為80－100％；當(dāng)輻射劑量為1000－1500雷姆時(shí)，人體腸胃系統(tǒng)將遭破壞，發(fā)生腹瀉、 發(fā)燒、內(nèi)分泌失調(diào)，在兩周內(nèi)死亡概率幾乎為100％；當(dāng)輻射劑量為5000雷姆以上時(shí)，可導(dǎo)致中樞神經(jīng)系統(tǒng)受到破壞，發(fā)生痙攣、震顫、失調(diào)、嗜眠，在兩天 內(nèi)死亡的概率為100％。二是γ射線的穿透本領(lǐng)極強(qiáng)。γ射線是一種殺人武器，它比中子彈的威力大得多。中子彈是以中子流作為攻擊的手段，但是中子的產(chǎn)額較 少，只占核爆炸放出能量的很小一部分，所以殺傷范圍只有500－700米，一般作為戰(zhàn)術(shù)武器來使用。γ射線的殺傷范圍，據(jù)說為方圓100萬平方公里，這相 當(dāng)于以阿爾卑斯山為中心的整個(gè)南歐。因此，它是一種極具威懾力的戰(zhàn)略武器。 γ射線彈除殺傷力大外，還有兩個(gè)突出的特點(diǎn)：一是γ射線彈無需炸藥引爆。一般的核彈都裝有高爆炸藥和雷管，所以貯存時(shí)易發(fā)生事故。而γ射線彈則沒有引 爆炸藥，所以平時(shí)貯存安全得多。二是γ射線彈沒有爆炸效應(yīng)。進(jìn)行這種核試驗(yàn)不易被測(cè)量到，即使在敵方上空爆炸也不易被覺察。因此γ射線彈是很難防御的，正 如美國(guó)國(guó)防部長(zhǎng)科恩在接受德國(guó)《世界報(bào)》的采訪時(shí)說，“這種武器是無聲的、具有瞬時(shí)效應(yīng)”?？梢?，一旦這個(gè)“悄無聲息”的殺手闖入戰(zhàn)場(chǎng)，將成為影響戰(zhàn)場(chǎng)格局的重要因素。