물리화학실험-파동이란 무엇인가?

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② 감마선(γ선)

정의 : 방사성 물질에서 방출되는 방사선의 일종으로 기호는 γ로 나타낸다. 방사선 원소의 붕괴로 알파선, 베타선, 엑스선, 감마선 등이 나오는데 이 순서대로 에너지가 크다. 가장 장은 알파 입자는 종이한장도 뚫기 어려우며, 감마선은 어느 정도의 납판을 뚫을 만큼 에너지가 놓고 그만큼 몸에 치명적이다. 태양에서도 감마선이 나오지만, 지구의 자기장과 오존층이 대부분 막아주고 있어 생명체가 안전하게 살 수 있는 것이다. 에너지가 매우 크므로 방사선 속에서 전기장이나 자기장에 의해 구부러지 않고, X선과 비교해 에너지가 크고(따라서 파장은 짧다) 물질로의 투과력이 크다. 물질과 만나면 주로 광전 효과, 콤프턴 효과, 전자쌍 생성 등의 과정에 의해서 물질을 이온화하고 자신은 흡수되어 간다.

광전 효과: 이 현상은 감마선이 궤도 전자와 상호작용을 통해 모든 에너지를 전달하며, 그 전자를 원자로부터 분리해버리는 현상을 의미한다. 콤프턴 효과: 이 현상은 입사 감마선이 궤도 전자를 방출시키면서 에너지를 잃어버리고, 남는 에너지는 다른 새로운, 낮은 에너지를 지니는 감마선을 방출시키는 것이다. 전자쌍 생성: 원자핵의 쿨롱 힘과의 작용에 의해, 입사 광자의 에너지는 순간 전자-양전자 쌍으로 변한다. 자료2. 방사선 종류별 투과력

응용 : 감마선은 투과력이 강해 종이, 옷, 플라스틱, 나무, 경금속 등을 투과할 수 있다. 이러한 강력한 투과력을 이용해 공항이나 항구에서 가방이나 컨테이너 속을 뒤져 무기나 밀수품을 찾는 데 사용되기도 한다. 감마선은 질병을 치료하거나 비파괴 검사기, 물질의 물성을 변화시키는 용도로도 사용되는데, 암치료, 뇌혈관 질환이나 파킨스병을 무혈 치료하는데 사용되기도 한다. 또한 감마선을 식품에 조사(照射)하여 발아의 억제, 해충 제거, 신선도 유지, 식중독 억제 등의 용도로 사용하기도 하며 공업 분야에서도 널리 응용되고 있다. 최근에는 뫼스바우어 효과가 발견됨에 따라서 물성(자성 등) 연구에도 사용되고 있다.

③ 엑스선(x선)
정의 : 빠른 전자를 물체에 충돌시킬 때 투과력이 강한 복사선(전자기파)이 방출되는 데 이 복사선을 x선(x-ray)이라고 한다. 파장이 수십 nm에서 0.01nm 정도의 것을 X선이라 하며 1895년 독일의 물리학자 뢴트겐이 발견하여 뢴트겐선이라고도 불린다. 파장이 긴 것은 투과력이 약하지만 짧아짐에 따라 강해진다.

참고 자료

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