糧油儀器行業中應用的三個物理學原理
來源： http://www.98fo.cn/ 類別：實用技術 更新時間：2013-01-18 閱讀次
【本資訊由中國糧油儀器網提供】 從(cong)事(shi)糧(liang)油(you)儀(yi)器(qi)行(xing)業(ye)，我(wo)們(men)用(yong)到(dao)很(hen)多(duo)的(de)物(wu)理(li)學(xue)原(yuan)理(li)，不(bu)過(guo)我(wo)們(men)使(shi)用(yong)者(zhe)可(ke)能(neng)平(ping)時(shi)沒(mei)有(you)關(guan)注(zhu)過(guo)這(zhe)些(xie)方(fang)麵(mian)，下(xia)麵(mian)為(wei)大(da)家(jia)介(jie)紹(shao)一(yi)下(xia)糧(liang)油(you)儀(yi)器(qi)行(xing)業(ye)中(zhong)應(ying)用(yong)的(de)三(san)個(ge)物(wu)理(li)學(xue)原(yuan)理(li)。這(zhe)些(xie)糧油儀器都有一個共同點，那就是：zailiyonggailiangyouyiqitancezhiqian，renmenbuqingchuqineibushijie，zhidaotanceyihoujiunengjiaokeguandelejieqineibushijie，dangranrenshibuyidingnamequan，bijingnengfanyingkeguanshiwubenzhi。tarucishenqi，qibenzhishijichuwulixuezhongdedinglvheguilvdeyunyong。
1 糧油儀器的物理學原理及其應用領域
1.1 X射線熒光光譜分析儀：特征X射線產生原理，一定能量光子和電子與靶物質原子發生光電效應或非彈性碰撞時，原子中內層電子被電離出來，於是在K、L等(deng)電(dian)子(zi)層(ceng)上(shang)出(chu)現(xian)電(dian)子(zi)空(kong)位(wei)。由(you)於(yu)這(zhe)時(shi)原(yuan)子(zi)處(chu)於(yu)激(ji)發(fa)狀(zhuang)態(tai)，其(qi)外(wai)層(ceng)上(shang)電(dian)子(zi)能(neng)量(liang)較(jiao)高(gao)就(jiu)向(xiang)內(nei)層(ceng)電(dian)子(zi)空(kong)位(wei)充(chong)填(tian)，這(zhe)一(yi)過(guo)程(cheng)又(you)稱(cheng)躍(yue)遷(qian)。在(zai)躍(yue)遷(qian)過(guo)程(cheng)中(zhong)，多(duo)餘(yu)能(neng)量(liang)以(yi)X射線形式輻射出來。X射線又分為K線係、L線係等。K線係是L、M、N等各外層電子躍遷到K層時形成的。L線係是M、N等各層電子躍遷到L層時形成的；其中K線係又細分為Κα線和Κβ線，Κα線是L層電子躍遷到K層時形成的，其能量較小但強度最大，Κβ線是M層和N電子躍遷到K層時形成的，其餘各線係譜線不再細說。由於每一種元素的原子能級是特定的，因此每一種元素有一套確定能量的X射線譜，為表征這一元素譜線，所以又稱特征X射線。莫塞萊研究了一係列元素K線係，他發現Kα特征X射線的能量Εx與元素的原子係數滿足一個簡單關係，對於Κα和L線係以及其它線係也有形式上完全相同的規律，糧油儀器中的植物X光機就是利用這個原理發明的。
1.2 激光器：激ji光guang器qi基ji本ben原yuan理li，原yuan子zi受shou到dao輻fu射she場chang作zuo用yong時shi，如ru果guo輻fu射she的de頻pin率lv符fu合he原yuan子zi玻bo爾er頻pin率lv條tiao件jian，原yuan子zi會hui吸xi收shou能neng量liang而er被bei激ji發fa，有you些xie也ye會hui受shou激ji而er發fa出chu輻fu射she。這zhe兩liang種zhong過guo程cheng中zhong發fa生sheng躍yue遷qian的de原yuan子zi數shu都dou與yu輻fu射she密mi度duρv成正比，與起始狀態的原子數成正比如果狀態2能量E2大於狀態1的能量E1，則按照(5)式，N1>N2，dinengjideyuanzishuduoyugaonengjideyuanzishu，suoyiyibanzaifushezuoyongxia，yuanziyoudinengjixianggaonengjiyueqiandeshumuduoyuyougaonengjixiangdinengjiyueqian，yejiushixishoudayushoujifushe。xianzaiyaoqiuzainengji2和能級1之間，輻射量大於吸收量，要達到這個效果，由上麵的討論可知，必須使N2和N1的大小反轉，即N2>N1。zhexiangdangyubanengliangzhucunzaiyuanzitixizhong，ranhouyixiangdangyusuoshuoernengjichadefushechufayuanzitixi，shijiaoduodeyuanzicongernengjizhongdegaonengjiyueqiandaojiaodinengjierzaifachufushe，zhiyoujiaoshaodeyuanzixishounengliangxiangjiaogaonengjiyueqian。zongdexiaoguoshiyouqiangdefusheshuchu。ruguobayigeyuanzitixideyuanzishuzainengjishangfenbufanzhuan，erqietazijisuofadefushezugouqiangdehua，jiukeyizijichufashoujifashe，chengweiyigeqiangdefusheyuan，zhejiushijiguangqi。糧食儀器中的微電腦種子自動數粒儀裏麵有用到激光的方向。
1.3 中子活化分析儀：中子活化分析儀原理，中子活化分析是一種以核反應為基礎的分析方法，中子整體呈電中性的，在與原子核(即靶核)發生碰撞時，一般通過核力與原子核發生作用，核力是短程力，而且是一種強相互作用，作用距離為10-15m量級。而中子與原子核及核外電子發生電磁相互作用同核力相比，可以忽略不計。中子與原子核發生核反應過程可以分為三個階段：第一階段――獨立粒子階段。中子接近靶核核場作用範圍內，可以發生兩種情況，一是是被靶核吸收這將引起核反應；二被彈靶核彈出，即發生勢散射(或稱彈性散射)。第二階段――複fu合he係xi統tong階jie段duan。中zhong了le被bei靶ba核he吸xi收shou後hou，中zhong子zi與yu靶ba核he開kai成cheng了le一yi個ge複fu合he體ti係xi，能neng量liang交jiao換huan的de方fang式shi有you幾ji種zhong，但dan用yong於yu中zhong子zi活huo化hua分fen析xi的de隻zhi是shi中zhong子zi與yu靶ba核he融rong為wei一yi體ti形xing成cheng複fu合he核he。第di三san階jie段duan――複合係統分解。複合核通常處於激發態而且壽命很短(10-12~10-14s量級)，複合核可通過多種方式退激，如放出中子、氦核、氘核、γ射線和質子等，生成物的原子核往往具有放射性，具有特定的半衰期，通常伴隨特征能量的γ射線，射線強度與原子核含量成正比。土壤氮磷鉀測定儀等這類儀器，都用到中子活化分析儀。
2 結 語
tongguoyishangdejileiliangyouyiqidejibenyuanliheyingyonglingyudexushu，womenkeyikandaowulidinglvheguilvsuiranchenjiu，danshizhiyaotayingyonglingyudebutongjiunengzhichenggezhonggongnengbutongdegaileiliangyouyiqi，zhegeguochengjiushichuangxin；這樣就能更好地認識、利用和改造自然。
1 糧油儀器的物理學原理及其應用領域
1.1 X射線熒光光譜分析儀：特征X射線產生原理，一定能量光子和電子與靶物質原子發生光電效應或非彈性碰撞時，原子中內層電子被電離出來，於是在K、L等(deng)電(dian)子(zi)層(ceng)上(shang)出(chu)現(xian)電(dian)子(zi)空(kong)位(wei)。由(you)於(yu)這(zhe)時(shi)原(yuan)子(zi)處(chu)於(yu)激(ji)發(fa)狀(zhuang)態(tai)，其(qi)外(wai)層(ceng)上(shang)電(dian)子(zi)能(neng)量(liang)較(jiao)高(gao)就(jiu)向(xiang)內(nei)層(ceng)電(dian)子(zi)空(kong)位(wei)充(chong)填(tian)，這(zhe)一(yi)過(guo)程(cheng)又(you)稱(cheng)躍(yue)遷(qian)。在(zai)躍(yue)遷(qian)過(guo)程(cheng)中(zhong)，多(duo)餘(yu)能(neng)量(liang)以(yi)X射線形式輻射出來。X射線又分為K線係、L線係等。K線係是L、M、N等各外層電子躍遷到K層時形成的。L線係是M、N等各層電子躍遷到L層時形成的；其中K線係又細分為Κα線和Κβ線，Κα線是L層電子躍遷到K層時形成的，其能量較小但強度最大，Κβ線是M層和N電子躍遷到K層時形成的，其餘各線係譜線不再細說。由於每一種元素的原子能級是特定的，因此每一種元素有一套確定能量的X射線譜，為表征這一元素譜線，所以又稱特征X射線。莫塞萊研究了一係列元素K線係，他發現Kα特征X射線的能量Εx與元素的原子係數滿足一個簡單關係，對於Κα和L線係以及其它線係也有形式上完全相同的規律，糧油儀器中的植物X光機就是利用這個原理發明的。
1.2 激光器：激ji光guang器qi基ji本ben原yuan理li，原yuan子zi受shou到dao輻fu射she場chang作zuo用yong時shi，如ru果guo輻fu射she的de頻pin率lv符fu合he原yuan子zi玻bo爾er頻pin率lv條tiao件jian，原yuan子zi會hui吸xi收shou能neng量liang而er被bei激ji發fa，有you些xie也ye會hui受shou激ji而er發fa出chu輻fu射she。這zhe兩liang種zhong過guo程cheng中zhong發fa生sheng躍yue遷qian的de原yuan子zi數shu都dou與yu輻fu射she密mi度duρv成正比，與起始狀態的原子數成正比如果狀態2能量E2大於狀態1的能量E1，則按照(5)式，N1>N2，dinengjideyuanzishuduoyugaonengjideyuanzishu，suoyiyibanzaifushezuoyongxia，yuanziyoudinengjixianggaonengjiyueqiandeshumuduoyuyougaonengjixiangdinengjiyueqian，yejiushixishoudayushoujifushe。xianzaiyaoqiuzainengji2和能級1之間，輻射量大於吸收量，要達到這個效果，由上麵的討論可知，必須使N2和N1的大小反轉，即N2>N1。zhexiangdangyubanengliangzhucunzaiyuanzitixizhong，ranhouyixiangdangyusuoshuoernengjichadefushechufayuanzitixi，shijiaoduodeyuanzicongernengjizhongdegaonengjiyueqiandaojiaodinengjierzaifachufushe，zhiyoujiaoshaodeyuanzixishounengliangxiangjiaogaonengjiyueqian。zongdexiaoguoshiyouqiangdefusheshuchu。ruguobayigeyuanzitixideyuanzishuzainengjishangfenbufanzhuan，erqietazijisuofadefushezugouqiangdehua，jiukeyizijichufashoujifashe，chengweiyigeqiangdefusheyuan，zhejiushijiguangqi。糧食儀器中的微電腦種子自動數粒儀裏麵有用到激光的方向。
1.3 中子活化分析儀：中子活化分析儀原理，中子活化分析是一種以核反應為基礎的分析方法，中子整體呈電中性的，在與原子核(即靶核)發生碰撞時，一般通過核力與原子核發生作用，核力是短程力，而且是一種強相互作用，作用距離為10-15m量級。而中子與原子核及核外電子發生電磁相互作用同核力相比，可以忽略不計。中子與原子核發生核反應過程可以分為三個階段：第一階段――獨立粒子階段。中子接近靶核核場作用範圍內，可以發生兩種情況，一是是被靶核吸收這將引起核反應；二被彈靶核彈出，即發生勢散射(或稱彈性散射)。第二階段――複fu合he係xi統tong階jie段duan。中zhong了le被bei靶ba核he吸xi收shou後hou，中zhong子zi與yu靶ba核he開kai成cheng了le一yi個ge複fu合he體ti係xi，能neng量liang交jiao換huan的de方fang式shi有you幾ji種zhong，但dan用yong於yu中zhong子zi活huo化hua分fen析xi的de隻zhi是shi中zhong子zi與yu靶ba核he融rong為wei一yi體ti形xing成cheng複fu合he核he。第di三san階jie段duan――複合係統分解。複合核通常處於激發態而且壽命很短(10-12~10-14s量級)，複合核可通過多種方式退激，如放出中子、氦核、氘核、γ射線和質子等，生成物的原子核往往具有放射性，具有特定的半衰期，通常伴隨特征能量的γ射線，射線強度與原子核含量成正比。土壤氮磷鉀測定儀等這類儀器，都用到中子活化分析儀。
2 結 語
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