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X線って発見された当時は超未来的だったに違いない。

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だって、人の目に見えない何かによって体の内部が透けて見えてしまうって、当時のカメラでさえ出来なかったことで、かなりミラクルなことだったと思うのです。 そんなミラクルが現実に起こっている。そして、体の内部構造が分かれば、これまで外側から触診したり、病状を観察することでしか診断出来なかった医療に応用出来るのではないか、と最初に予感した人はイノベーティブだったんだなと。1~2年後くらいにもう診断とか治療に応用していたんですよね。 何でX線が起こっているのかその当時はよく分からなかった訳じゃないですか。。アインシュタインが話した特殊相対性理論が発表されるのが1905年だし、量子力学という分野が存在することすら、分かっていなかった。 そんなまるで根拠が無くて、妙なビームを見ず知らずの人の体に当てて、医療に役立てようなんて、今で言えば手で触ったものが全部治っちゃうくらい凄いことだったと思います。(ちょっと違う?) X線画像診断のノウハウが蓄積され、今では学習すれば、適切な診断を患者への影響を少なくして行うことが出来ます。およそ100年かけて、被曝を極力少なくして最大限の効果を得る様技術革新がされてきました。 それが今では普通で、スイッチ押せば条件通りの画像を得られるのは、凄いです。

電子と陽子と中性子の質量の覚え方

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昔めんどくさい古典の単語を覚えるのにゲスい語呂合わせを 詰め合わせたゴロゴが流行ってたけど、正直あれが古典の勉強で 一番役に立った。あえかなりっていう言葉は古典で「きゃしゃだ」という意味なんですが、「あーAカップ、かなりきゃしゃだ」で覚えました。 いまだに覚えているし。。  速過ぎて見えない監督のサイン(出典: ニコニコ静画 ) 電子の クイックサイン  電子: 9.109(クイック)×10^-31(サイン)kg  この2人が例えば、陽子とNさんだとしよう。(出典: musicman-net ) 陽子とNさん 陽子(ようこ)は、 いろんなひとに27 歳って言い張る。  陽子: 1.67(いろんな)2([人]に)×10^-27kg Nさんは、中性な顔立ちなので、 異論なし で 27 歳。 中性子: 1.674(異論なし)×10^-27kg  これを使えば、逆算でE=mc^2の計算から電子の静止エネルギー(=511kev)を求めたり、中性子と陽子のどっちが重いか(陽子<中性子)も分かりますね。  核医学の勉強で半減期とか覚えらんないよと思っていたところ、 先輩からもらった語呂ファイルが神がかっていたので、他の分野でも 細かい数字は全部語呂にしようかな。 他にも語呂を思いついたら、投稿します。。

Iの放射性同位体

Iは数多くの放射性核種が存在しており、それぞれ半減期や使用用途が様々あるので、チェックして覚えておこう。 123I…半減期13.2235時間 SPECTなどのγ線放出核種として用いる。in vivoで検査する際に用いる。脳血流、甲状腺機能、心機能、血流など。 125I…半減期59.4日…ラジオイムノアッセイ(免疫活性検査)に使用。 127I…同位体。 129I…β壊変核種。 131I…バセドウ病などの甲状腺治療。

放射平衡の一例

永続平衡が成立する場合、 N1λ1=N2λ2…その放射能比は1 ウラン系列核種は永続平衡にあるので、238U、222Rnにおいて 放射能比は同じ。 例:A(222Rn)=A(238U)=1.2×10^4[Bq/g]×234[g]=2.8×10^6[g] 放射平衡が成立するのは、親核種の半減期(T)が娘核種の半減期(T)より長い時。 42Ar(半減期:32.9年)→42K(半減期:12.4時間)→42Ca(安定) 42Ar-42Kジェネレータとして使用。 132Te(半減期:3.20日)→132I(半減期:2.30時間)→132Xe(安定) →132Te(はいよもっかいいけや〜って感じで ミルキング が出来る) 140Ba(半減期:12.8日)→140La(半減期:1.68日)→140Ce(安定) 235Uの熱中性子による核分裂では、亜鉛のRIの72Zn~テルビウムのRIの161Tb まで原子番号30~65くらいまでのRIが出現する。 全てのアクチノイド元素は放射性である。Bi以上の元素は安定核種がなく全て 放射性。 全てのランタノイド元素は遷移元素(周期表の3~11の族のもの:ランタノイド=3族) 安定同位体が存在しない核種 Tc,Pm,U。

世界中のスマホで宇宙線を調べるプロジェクト

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Gigazine に面白い話が載っていたので掲載。 出典: NASA Marshall Space Flight 空から降り注ぐ宇宙線をスマホで調べることが出来るプロジェクトが進んでいるそうです。 PANTONEのスマホがSi半導体を用いてγ線の線量を測定することが出来るのは知っていたし、FPDも半導体なので、スマホでも出来なくはないだろうと思いましたが、、 そもそも宇宙線って何だっけ? 出典: 東京大学宇宙線研究所 超新星爆発を起源として地球にまで到達している粒子あるいは光子であると考えられています。主に陽子線が多く、中性子、π粒子、μ粒子、電子などで構成されています。 ( 14 Cは宇宙からの中性子線により一定数存在している。反応は14N(n,p)14C この14Cの半減期5700年を使って年代測定が行われたりする。) 宇宙に関するさまざまな情報を把握する為に、この宇宙線を解析することで宇宙の謎の解明につながると期待されています。 <以下 Gigazine より引用> 地球に到達するほとんどの宇宙線が太陽系内の強力な磁場によって進路を曲げられ発生場所の情報を失っているのに対して、100平方キロメートルあたり年1回しか降ってこない最高エネルギーの宇宙線は宇宙空間の磁場によって進路をほとんど曲げられることなく地球に到達するため「情報の宝庫」として宇宙空間の高エネルギー天体現象の解明に大きく役立ちます。 しかし、その希少性のせいで観測データが思うように集まっていないのが実情とのこと。 <引用終わり> スマホで宇宙線が計測出来るとか胸が熱くなりますね。 そういえば、自転車で福島を走り回り、放射線量データをマッピングするプロジェクトもありました。 出典: Fukushima Wheel <参考> 世界中のスマホで「宇宙線」を地球規模で観測するプロジェクト「CRAYFIS」 (Gigazine) Crayfis公式サイト Observing Ultra-High Energy Cosmic Rays with Smartphones.pdf 炭素14(CNIC) 宇宙線とは(東京大学宇宙線研究所)...

ラドン220の放射性崩壊は実際に観察するとこんな感じである

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出典: 暇人速報 ラドン220粒子の放射線崩壊におけるα粒子動きだそうです。ラドン220はトリウム232(232Th)の放射性崩壊により生じるものでトロンと呼びます。 出典: 原子力百科事典ATOMICA トロンは、その後 ポロニウム-218(218Po、3.05分)→ 鉛-214(214Pb、26.8分) →ビスマス-214(214Bi、19.9分) →ポロニウム-214(214Po、0.00016秒) →鉛-210(210Pb、22.3年) という流れで崩壊していきます。 <参考> ラドン220(CNIC) 天然の放射性核種(ATOMICA)

撮影に利用されるX線とその撮影条件

まず、放射線とは物質を電離する能力を持つ電磁波または粒子線のことである。 このうち粒子線には、α線、β線、電子線、中性子線が存在する。 一方、電磁波には、γ線、X線が存在する。 これらのうち医療画像の撮影に特に用いられるのはX線である。 X線には、おおまかに特性X線(示性X線:線スペクトル)と、制動X線(阻止X線:連続スペクトル)というものに分類されるが、そのうち特に制動X線をよくつかう。 (X線管の中からX線が作り出されるプロセス) 1,交流を直流に整流し、直流電源から電流(電子の流れ)がX線管に流れ込む。 2,陰極から熱電子が発生 3,熱電子が加速. 4,陽極ターゲット(Wタングステンがメインだが、Moモリブテンの場合もある)への衝突 5,電子の運動エネルギーが変換されX線として放出される。 管電圧に比例してX線も増加する。 (撮影条件) 1 管電圧(kV) 2 管電流  (mA) 3 時間(s) 4 撮影距離(SID) 5 増感紙 6 フィルム 7 グリッドの有無

放射線の分類・用途・種類

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(放射線の分類) 放射線は電磁波と粒子線の二つに分かれる。粒子線は粒子が飛んでくる流れ。揺れるエネルギーの動きが電気的に磁気的に周期的に変化するのが電磁波である。ちょうど、水が揺れているものを波というけれど、それと同じことが起こっている。 (基本的な放射線の原理) 波は物体に当てると、様々に変化していく。放射線も同じであり、人体に照射すると、形や質に応じて、透過したり、反射したりして、最終的にフィルムやセンサーなどで検出される。 これが、放射線写真の原理である。 レントゲン写真の最初の発端は、電極管の研究をしていたレントゲンが実験に使っていた電極管から放出されていた放射線が蛍光物質を塗った実験材料がたまたま被写体となって、光っており、自らの手の透けた映像を偶然見たことがきっかけだった。 X線が透過する物質・透過しない身体の部位があり、それによって骨や内臓部分を浮き出して確認することが出来るようになった。 X線を用いているだけで、レントゲン撮影も写真の一種であり、被写体に露光させ、現像、画像形成するという点では全く普通の写真と同じである。 現代では、このX線の代わりに超音波の波を使ったり、原子核の磁気共鳴を使ったり(MRI)しながら、アナログ映写やデジタルによる演算処理を用いて、人体の内部構造を分析する手法がどんどん発達してきており、もはや、CTやMRIの無い医療は考えられない、という段階まで来ている。 (放射線の種類) 放射線は具体的には α線、β線、γ線 が代表的である。 α線 はヘリウムの核、 β線 は電子(−は中性子が陽子に変わる際に出てくる陰電子、+は陽電子)、 γ線 は励起状態の原子から放出されるエネルギーである。これらは原子が何らかの影響を受けてエネルギーや粒子を放出する時に現れる。この現象には、α壊変とかβ壊変などがある。 α壊変は陽子2個と中性子2個(α粒子)を放出し、原子番号が2、質量数が4少ない核種へと変化する現象のことである。 例:Ra(質量数226)→Rn(質量数222) 半減期:1.6×10^3y エネルギー4.784(MeV) ・・・この時の壊変前のRaを 親核 、壊変後のRnを 娘核 という。 β壊変にはβ−壊変とβ+壊変がある。 β−壊変は中性子過剰の原子核内で、中性子が崩壊 (n...

結合エネルギーと質量欠損

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核子の質量を合計した質量と実際の原子量に差がある。 これは、核子同士が結合して原子の体を成り立たせる為に必要なエネルギーによって 質量が変換されていることによる。 この考え方は質量とエネルギーは本質的には同じであるという 質量とエネルギー等価の原理(特殊相対性理論) の考えに基づいて考えている。 つまり高い位置から低い位置に落ちれば、運動エネルギーが生じる一方で位置エネルギーが減少するのと同じように、 質量(ひいては質量をベースとした位置エネルギー、ポテンシャル)が重い(高い)位置から軽い(低い)位置に落ちることで 結合エネルギー が生じる一方で、 質量が欠損する 、というイメージ(だと思う。。この場合、図の Epotが質量、位置エネルギーになり、Ekinが結合エネルギーになる。。等価だから、交換可能であるはずだ。でなければ、エネルギー(J)は質量(g)と=で結べないことになる。(間違ってたらご指摘下さい・・) 因みに、原子全体における平均結合エネルギー(核子1個あたりの結合エネルギー)は、だいたい 8MeV であるが、元素によってまちまちである。 軽い核(質量数A<20) は質量数の変化とともに結合エネルギーも激しく異なってくる。一方で、 重い核(A>20) は、平均約8MeVで推移する。質量数A=60付近で極大になり、 鉄が最も結合エネルギーが強くなる。 (だから鉄が構造物に使われるのかも知れない。丈夫だし) A>60以降になるとだんだん結合エネルギーが小さくなる一方で、質量数も増えるため、不安定になっていく。こうした元素は核子を大量に持っており、エネルギーのポテンシャルも膨大な為、原子力に利用される。 <質量欠損の式> ΔM=m p Z+m n N+m e Z−W ΔM:質量欠損 m p   m n  m e :それぞれproton陽子 neutron中性子 electron電子1個の質量 W:原子量

原子質量単位u amu

電荷QはC(クーロン)で表され、一電子の持つ電荷は -1.602×10^-19C である。 この1C分の電荷を一Vの電圧差だけ運ぶ仕事量を 1eV という。 これを一電子単位で考えると 1.602×10^-19eV である。 amu(atomic unit) 炭素原子の原子核の質量を12u とした時の各元素の原子の質量をu単位で表したもの。 1uは 核子1個の質量にほぼ相当する。 <1uの求め方> 1molの質量/1mol= 12g/6.022×10^23≒1.6605×10^-24(g) そして、あくまでu単位の質量比を表しているので、質量数はその原子の 原子量(atomic weight) に一番近い整数を示しているに過ぎないのである。 12 C:98.9%     13 C:1.1%   より、地球上に存在するC全体で見たときのCの原子量は12.011 これに最も近い整数は12なので、質量数は12、、という具合である。そして、質量数は陽子と中性子の数の合計値である。 1uの持つ静止エネルギーは、 E=mc2=1.660×10^-27×(3.00×10^8)^2=1.49445×10^-10(J) =1.49445×10^-10×1/1.602×10^-19≒932865168.5≒932MeV (基準としては、1uの静止エネルギーは 931.5MeV として覚えておくべし。)

光と相対性理論の概要(その時アインシュタインは26歳)

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同じ時間の中でも静止している人と比べて時間のタイムラグがある。(幽遊白◯より) 動いている物体の内部にいる人は、その人自身は静止しているように見えて、その人自身は移動している。 動いている人と動いていない人とでは、同じ時間の中で運動している分、静止している人よりも相対的に長い時間を過ごしている。 例えば、ボールを鉛直方向に投げれば、垂直に落ちてくるのが普通だが、移動している物体の中では、垂直に落ちているように見えるボールも移動しているので、普通に投げた時よりも動いている距離は長い。その分、静止している状態でボールを投げるよりも、時間が遅くなっているとも言える。 動いている物体の速度が光速に近くなる程、運動している物体による時間のズレが大きくなる。映画の猿の惑星はまさにその現象をもとにして、猿が人間を駆逐して独自社会を地球上で築いてしまうというストーリーを描いている。 そして、このような時間の相対性は空間においても当てはまるのだとアインシュタインは述べた。このような時間・空間が相対的であるという考え方を特殊相対性理論と呼んでいる。 (特殊相対性理論の公式) 時間:t=t 0 √1-(v/c)^2 長さ:l=l 0 √1-(v/c)^2 (一般相対性理論:1919年) また、アインシュタインは「重力と加速度は区別することが出来ない」とする質量とエネルギー等価の原理を主張した。光は重力によって曲がる。(加速している物体の中では光が曲がる。)従って重力は空間をゆがめることが出来る。このことをアインシュタインは太陽の陰に隠れて見えないはずの惑星が見えることから証明した。(皆既日食の際、太陽の重力場で光が曲がる) 一般相対性理論の公式 E=mc^2 (E:エネルギー[J] m:物質の質量 c:光速) 鉄腕アトムでよく取り上げられてた法則なのだとか(写真はwikipediaより参照)

放射線物理学で最初に学ぶ基礎的な単位

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放射線とは、物質を電離する能力を有する 電磁波 または 粒子線 のことである。 電磁波とは、電場と磁場が周期的に変化しそのエネルギーが空間を伝わる波である。  これだけ聞くと分かり辛いけれど、 空間座標において、磁場をx、電場をy、進行方向をzなどとしておいて、 x平面上、y平面上では三角関数グラフのような周期的な波が生まれる のをイメージすれば分かり易いと思う。 <各種単位> …だいたい小数第4位まで覚えていれば、ほぼ完璧 光の速さ: 3.00(≒2.997925)×10^8m/s 地球を数秒レベルで回ってしまう。 光速の不変性:真空の光速度は観測者や光源の運動によらず不変である。 →そのため、動いている物体に乗っている人は、光の速さが変わらない分 長い時間を生きていることになる。( 相対性理論の時間:L=l√1-(v/c)^2 ) 電子1個の電荷(電子は負の電荷を持っている) C=1.602×10^-19m プランク係数: 6.626×10^-34Js ここまでの電磁波やプランク係数の説明については、 こちら にもかなりいい説明が ありました。参考にしてみてください。 中性子過剰数N:原子は安定する為に反発し合う陽子をつなぎとめる役割として中性子を陽子以上の数、原子核に持っている。 A=Z+N 原子核の大きさ: 1.4×10^-15×A^1/3m 光子エネルギー:E=hv または E=hc/λ (v:電磁波の振動数 λ:電磁波の波長 h:Planckの係数 c:光速度) 色と波長(380nm~750nmが可視光線):wikipediaより 例えば、700nmの波長の赤い光だと、 E=6.63×10^-34×3.00×10^8/(700×10^-9)= 2.84×10^-19Jとなる。 振動数はc/λより、 3.00×10^8/(700×10^-9)=4.28×10^14回 元素: 原子番号 によって区別される特定な原子の種類。 原子番号:原子核の陽子の数。記号でZと表記する。中性原子の場合、原子核の周りを回る軌道電子の数は原子番号に等しい。 陽子:原子核を構成する素粒子の一つ。質量は電子の 1836倍 で +e (1.602×10^-1...

アイソトープとは?※イ◎ンソープとは何の関係もありません。。

同位体とは、元素が同じで、中性子数の異なる原子のことである。つまり、その原子にはいくつか中性子が入れ替わる余地がある、ということになる。 同位体は、安定同位体と放射性同位体に分類されるが、安定同位体が存在するのは、原子番号1〜83(Bi:ビスマス)までである。(最近では82:Pb(鉛)までであることが分かっている) 原子番号83以降の元素には安定同位体が存在しない。構造が不安定な為、中性子の数に余裕が無いからだ。その為、状態が不安定になりやすく、励起状態になり易い。 放射性同位体のことをradioisotopeと英語でよび、略してRIと呼ぶが、これは基本的に和製英語なので、海外では使わないみたいです。 人工でよく使われるRIはTcなどがあり、原子炉や加速器、ジェネレータなどをもちいた壊変で用いられるのだとか。。

原子の構成要素・プロパティ

物質の構成要素は原子をもとにして考えられる。 原子の特徴 ①原子は +の電荷を持つ電素(陽子) と ーの電荷をもつ電素(電子) と電荷を持たない粒子(中性子)にわかれる。 ②形は球形である。 ③原子核の大きさ:半径R 質量数Aとした時、以下の式で表現出来る。 R(m)=1.4×10^-15×A^1/3 (計算例) H(水素)の核の半径は R(m)=1.4×10^-15×1^1/3=1.4×10^-15(m) Al(アルミニウム)の核の半径は R(m)=1.4×10^-15×27^1/3=1.4×10^-15×3=4.2×10^-15(m) UUo(ウンウンオクチウム)の核の半径は R(m)=1.4×10^-15×238^1/3=8.676016209...×10^-15         ≒8.7×10^-15(m) ④質量:陽子と中性子の質量の和にほぼ等しい。(陽子は 電子の1836倍 、中性子は電子の 1838倍。 )陽子と中性子の数の和を 質量数 とよぶ。 ⑤分類方法:陽子の数で分類( 陽子の数 =原子番号 ) ⑥種類数:全体で118種類 自然界には90種 人工で作った元素:Tc(テクネチウム:原子番号43)          Pm(プロメチウム:原子番号61)          原子番号93以降の元素

ニュートン物理学から量子力学へ移行するまで

ヨーロッパでキリスト教勢力による弾圧を受けながら、科学は発展してきました。 そんななか、ニュートンにより近代力学が考えられ、あらゆる事象を力の関係で考察 され、19世紀までにはほとんどの事象については解明されました。 絶対温度のケルビンは『もう物理学では何もやることがない』と語ったと言われる ほどです。ただし、量子論についてはまだ未解決な部分がありました。 相対論や量子力学が発展したのは、そう思われていた20世紀初頭です。物質の構成要素はどんな関係になっているのか、について、様々な議論がありましたが、 相対論については、 A・アインシュタイン の 相対性理論(光速の不変性など) が広く認められ、量子力学においては、 ボーア・シュレディンガー・ハイゼンベルグ・パウリ・ディラック といった学者が少しずつ明らかにしていきました。 光速の不変性とは、簡単にいうと速度を持った物体から光が発せられても、その物体の速度は光の速度に加算されないよ、ということです。 つまり止まっている車がライトを照らした時と、時速100キロで走っている車がライトを照らしている時は、光はどちらも同じ速度だよ、ということです。 光の速度 C=3.00×10^8(m/s)

核種と核異性体

原子は陽子と中性子(二つをあわせて核子)と電子から構成されており、基本的には、電子が原子核の中心を周り、原子核は陽子と中性子が集積して、安定状態を保っている。(基底状態)普段は原子はおとなしくていい子なんです。 核種(nuclide)は、そうした様々な元素の種類を原子番号(陽子数)と質量数(中性子数)によって類別する考え方です。(核の状態を見て、同じ原子でも違う核種だとか、区別していく。) 陽子はもともとプラスの電荷を持つ陽電子なので、プラス同士が反発してしまわないように、中性子が間でバランスをとっており、原子番号(陽子数)が増えれば増える程、中性子の数も増えていく。(中性子数ー陽子数=中性子過剰数) 核種が、何らかの影響で、不安定状態になり、例えば、電子が原子から飛び出て電離したり、電離はしなくとも電子が上位殻に移動(昇位)して、励起状態(excited state)になる場合もある。 このように同じ核種でありながら核内エネルギー準位をもつものを、核異性体と呼びます。 また、原子が安定した形をとり易い元素は、安定同位体をいくつか持っており、中性子数が変化しても、原子の状態を維持することが出来るが、安定同位体を持たない元素も存在する。これを放射性同位体(radio isotope=RI)と呼ぶ。 電子や核子が変化することで、何らかのエネルギーを放出するが、その中でいくつかの場合は、電離放射線を放出する。(α線、γ線、β線) (電磁波) β線:β−線=陰電子 β+線=陽電子 γ線:原子から直接放出された電磁波 X線:電磁波 (粒子線) 中性子線 電子線 陽子線 α線:ヘリウムの核

SI単位系

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SI単位系 SI単位系は、今後物理学、電子工学、その他の分野で利用するもの。イメージは、 この単位を最初に考えたヨーロッパ人が日頃考えてそうだったものw 出典:Wikipedia 長さ:m(メートル) 質量:g(グラム) 時間:s(秒) 電流:A(アンペア) 温度:K(ケルビン) 物質量:mol(モル) 光度:cd(カンデラ) 因みに、0℃=273.15K 液体Heの温度は4K程度なので、約-269℃くらいである。 温度換算等出来るアイテムを見つけたので、参考にしてみて下さい。 http://www.shurey.com/js/DoRyouKou/temper.html <組み立て単位> J=N・m=(kg・m・s^-2)・m=kg・m^2・s^-2 N(ニュートン)は質量×加速度 V=W/A ⇄W=V・A 電圧は電流あたりの仕事率 2つの補助単位 平面角:rad(ラジアン)…三角関数でおなじみ。ex.)sinθ=π/2=1 立体角:sr(ステラジアン)…半径rの球の表面積4hr^2に対して、4πrr^2の面積をとった場合の単位を求める。 単位の接頭語 μとかMくらいは普通に使うので、覚えておくのがマスト。 10^24…Y ヨタ 10^21…Z ゼタ 10^18…E エクサ 10^15…P ペタ 10^12…T テラ 10^9…G ギガ 10^6…M メガ 10^3…k キロ 10^2…h ヘクト 10^1…da デカ 10^-1…d デシ 10^-2…c センチ 10^-3…m ミリ 10^-6…μ マイクロ 10^-9…n ナノ 10^-12…p ピコ 10^-15…f フェムト 10^-18…a アト 10^-21…z ゼプト 10^-24…y ヨクト (オングストローム) 1Å=1×1×10^10 オングストロームとか使った覚えないw

原子・素粒子の歴史

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デモクリトス(出典:Wikipedia) ギリシア時代のデモクリトスが物質を一番分割出来るところまで分割して、最終的に分割出来ないところまできた存在、 原子(アトモス) が存在すると主張していたが、 アリストテレス(出典:wikipedia) 紀元前の最高有識者の一人であった アリストテレス が、世界は火と土と水と空気によって構成されている、という主張をしたことで、それがほぼ定説になってしまった。 それから19世紀になってから、 ドルトン という学者が原子説を再度提示し、原子の存在が改めて考えられ始めた。(ドルトンの原子説:1803年) ドルトンは次のような原子説を唱えた。 ①物質はそれ以上分割出来ない極限の粒子(原子)から構成されている。 ②同じ元素の原子は質量その他全て同じである。元素が異なれば原子も異なる。 ③化合物は2種類以上の原子が決まった数の割合で結合して出来る。 つまり、 分割不可能な構成要素 があって、それをベースにそれらが 様々な組み合わせをすることで、この世の物質は出来ている 、ということを改めて説を発表したことに意義がある。(水と火と土と空気というざっくりしたくくりでは片付けられないってこと。) しかし、実験結果と矛盾することもあった(分割不可能な最小要素である原子を分割しないと説明がつかない結果が出てきた。)これに対して、分子の概念を示して矛盾を解消したのが アボガドロの分子説 だった。 出典:Wikipediaより アボガドロの説は以下の通り ①気体は全ていくつかの原子が結合した分子から出来ている。 ②全ての気体には、同温・同圧では同体積中に同数の分子が含まれる。 そして、その数がN A =6.02×10^23個だった。 そして、例えば質量がNgの物質の原子数については、以下の式で表すことが出来る。 N=W/M×N A =W/M×6.02×10^23[個] (この式は放射線取り扱い主任者試験の1種で何度も使うので、練習しておこう!) その後、20世紀には原子論がさらに進み、素粒子理論、クオーク理論が提唱される。 1964年にゲルマンとツヴァイクが3種のクオークを提唱、1972年には、小林誠・益川俊英が6種のクオークを提唱し、二人は2008年にノー...

光と放射線

電磁波とは電磁気的な作用を持つエネルギーの波動である。 電磁波はそれぞれの波長で決まる一定のエネルギーをもったミクロの粒子の群れの流れとして作用する。 この一つ一つのミクロの粒子を 光子(photon) といい、それぞれの光子一個がもつエネルギー:光子エネルギーEは以下の式であらわせる。 E=hν またはE=hc/λ ν:電磁波の振動数 λ:電磁波の波長 c:光速度:3.00×10^8m/s h:Planckの定数:6.63×10^-34Js 例:赤光線(750nm)の場合、 E=hν=hC/λ =6.63×10^-34×3.00×10^8/750×10^-9  =2.652×10^-19J 波長の長い電磁波であると、長波、中波、短波、超音波などがある。 波長の短いものだと、γ線、X線が挙げられる。こうした波長の短いものは物質の原子または分子を電離する作用があるので、 電離放射線・電離性放射線 という。 また、X線やγ線などの高エネルギー電磁波のほかに、α線・β線・電子線・陽子線・中性子線のようなミクロの物質粒子の放射線= 粒子線 も物質原子を電離する作用があるので、 電離放射線と呼ばれる。 それぞれの粒子線の粒子1個が持つエネルギーは以下の式で表される。 E=mv 2 /2 ( m:粒子の質量 v:粒子の速度 ) 電磁波と粒子線の種類については以下のようにまとめることが出来る。 電磁波(波長の長い順に) 電波(超短波・短波・中波・長波) 赤外線(近赤外線・遠赤外線) 可視光線(780nm~380nm) 近紫外線 遠紫外線 X線 γ線 粒子線 中性子線 陽子線 α線 そのほかの荷電粒子線