放射醫(yī)學丨醫(yī)用物理學基礎

       為了幫助大家更好的備考，博傲教育小編今天整理了醫(yī)用物理學基礎資料供大家復習鞏固。

 物質結構

一、原子的核外結構

       物質由原子構成，每一個原子均由原子核及電子組成，電子沿一定的軌道繞核旋轉。

(一)主量子數(shù)

       主量子數(shù)n：原子核外的電子云是分層排布的，電子殼層可用主量子數(shù)表示。K（1） L（2） M（3） N（4） O（5） P（6）……。n越大，電子離核越遠，能級越高，主量子數(shù)是決定原子能級的主要因素。

       角量子數(shù)L：同一電子殼層中，電子具有的能量及運動形式不同，又分為若干個電子亞層，有角量子數(shù)L決定，n確定后,L可取0、1、2……，有個不同的值。對應的電子亞層分別用s（0） p（1） d（2） f（3） g（4） h（5）……（n－1）。角量子數(shù)L確定后，其量子軌道平面可有（2L＋1）個不同的取向。

        如果原子中的某個電子處在主量子數(shù)n＝3，角量子數(shù)L＝2的量子態(tài)上，則這個電子在M殼層的d亞層上，通常稱這種狀態(tài)為3d。相反，若電子所處的狀態(tài)為4s，則電子處的N殼層的第s亞層上，這個量子態(tài)的主量子數(shù)n＝4，角量子數(shù)L＝0。

        磁量子數(shù)（mL）決定軌道量子數(shù)；自旋量子數(shù)（ms）決定電子的自旋狀態(tài)。他們的取值分別是mL=0，±1，±2……±L;mx=±1/2。

(二)核外電子的排布

       主量子數(shù)為n的殼層可容納的電子數(shù)為：2n2。半徑最小的殼層叫k層n=1，最多容納2個電子，第2層叫L層n＝=2，最多容納8個電子，第3層叫M層，最多容納18個電子……愈外面的殼層，可以容納的電子數(shù)越多，且最外層電子數(shù)最多不超過8個。

二、原子能級

       每個可能軌道上的電子都具有一定的能量（動能和勢能的代數(shù)和），且電子在各個軌道上具有的能量是不連續(xù)的，這些不連續(xù)的能量值，表征原子的能量狀態(tài)，稱為原子能級。用電子伏特表示：1eV＝1.6×10-19J。

       結合力：原子核對電子的吸引力，靠近原子核的殼層電子結合力強；原子序數(shù)Z越大對電子的吸引力越大。

      結合能：移走原子中某殼層軌道電子所需的最小能量。原子能級是結合能的負值，它們絕對值相等，符號相反。

(二)激發(fā)和躍遷

       基態(tài)：（正常態(tài)）原子處于最低能量狀態(tài)（最穩(wěn)定）叫基態(tài)（n＝1）。

       激發(fā)：當原子吸收一定大小的能量（某兩個能級之差的能量）后電子將自發(fā)地從低能級過渡到某一較高能級上，這一過程叫原子的激發(fā)。原子所處的狀態(tài)是激發(fā)態(tài)。n＝2的能量狀態(tài)稱為第一激發(fā)態(tài)，n＝3的能量狀態(tài)稱為第二激發(fā)態(tài)。

       電離：當原子中殼層電子吸收的能量大于其結合能時，電子將脫離原子核的束縛，離開原子成為自由電子。

       激發(fā)和電離都使原子的能量狀態(tài)升高，使原子處于激發(fā)態(tài)而不穩(wěn)定。

       處于激發(fā)態(tài)的原子，在極短時間（10-8秒）內，外層電子或自由電子將自發(fā)地填充其空位，同時放出一個能量等于兩能級之差的hv（hv＝EH－EL）光子，這個過程稱為躍遷。特征X線（特征光子）就是根據這個道理產生的。

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