γ光(Gamma Ray)
γ光(Gamma Ray)
台中縣立中港高級中學物理科王尊信老師/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯
所謂γ光是指波長最短的電磁波,頻率高於1019 Hz,對應能量高於100 keV ,對應波長短於10 皮米(pico-meters, pm)。
Paul Villard 他是法國化學與物理學家在1900年第一個發現γ射線,他是在研究鐳(Ra,radium)的放射線時偶然發現的。因為拉塞福(Ernest Rutherford)在1899年已經用掉α射線(alpha ray)與β射線(beta ray),所以在1903年拉塞福把這個新的射線命名為γ射線,在1913年被証實為電磁波。
γ射線通過物質時,會發生光電效應(photo electric effect)與康普吞效應(Compton effect),另外還會產生電子(electron)與正子(positron)的對生(pair production)。
因為γ射線的能量極強,所以可以用來殺菌或殺死細胞,因此也被稱為死光。在醫學上,用來治療癌症的γ射線稱為加瑪刀(gamma-knife),它是屬於放射線治療(簡稱放療)的一種,一般是使用以鈷Co-60為主,另有銥Ir-192、碘I-125、金Au-198、鍶Sr-89…等。鈷60是鈷的同位素,具有很強的放射性,可以放出γ射線。因為γ射線可以殺死癌細胞,因此具有很強的效果,但缺點為容易造成附近健康細胞也被殺死,造成嘔吐等不適的症狀。目前醫界積極研究如何尋找標靶藥物,或?strong>Y小γ射線照射區域或使用直線加速器照射,以減少治療癌症所產生的後遺症。其中由鈷60所產生的方程式如下:
在外太空,γ射線來自星體的核融合反應,以目前科學理論推論這些γ射線是由中子星或黑洞所造成。但是這些高能的宇宙射線在通過大氣層時,絕大部份會被大氣吸收,因此如果要觀測這些宇宙射線,必須要借助在太空軌道運行的人造衛星。
因為γ射線的波長是電磁波裡最短的,因此鑑別率最高,所以根據這個理論,人類製造出γ射線望遠鏡,果然大幅提升鑑別率,進而發現不少以前沒發現,在星際間的暗淡物質。


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