物理學史的論文

時間：2024-09-22 16:52:33 物理畢業論文

物理學史的論文

　　物理學史中，不僅是關于物理現象和規律的研究，而且在物理學的發展過程中物理學研究方法所起到的作用也非常值得我們重視。下面的是物理學史論文，供大家參考閱讀！

物理學史的論文

　　物理學史的論文

　　【摘要】

　　近幾年需要安檢的地方越來越多，安檢技術也越來越重要，它對危險品的勘測是預測爆炸恐怖事件的重要環節。安全檢測技術中離不開物理學原理，介紹了常用在安全檢測中的物理學原理如X射線原理、太赫茲光譜原理、γ射線原理等，最后介紹了還未成熟但是未來發展趨勢的人體生物識別方法。

　　【關鍵詞】

　　安全檢測;危險品;物理學

　　安檢技術現已成為科學界的研究熱點之一，在多領域的科學家的努力下，研究出了很多檢測方法，為世界和平做出了很大的貢獻。其中運用了物理學原理的技術應用最廣，性價比也最高，下文中將介紹一些常用原理。

　　1X射線原理

　　X射線是由德國物理學家倫琴發現的，波長為0.01～10nm較短，但能量卻很大，也常用于現在的醫學成像檢測。它的原理是利用射線穿過物質時發生的產生光電子及光子散射等物理反應，這時會導致很多入射光子被物質吸收。假設一束初始強度為I0的X射線(或γ射線)穿過厚度為d的均勻物質后，其強度減弱為I=I0e-μd。式中μ是物質的吸收系數，它是物質本身的性質，只在物質的成份、結構及密度等因素變化時隨之變化。比如說一位旅客將其行李包放在安全檢測臺上，用X射線對這個行李包進行照射，根據上式測得衰減后的X射線強度和其他物理量，就會得到包里各物質的吸收系數、密度等信息，經計算機特定算法處理，可以讓行李包的內部情況的圖形反映出來，并將所測得的數據與在此之前預存的危險品有關數據進行比較，就可判斷包中是否含有違禁物品。以上是X射線的透視原理，X射線的反散射探測即康普頓散射效應也可以用于安檢技術。康普頓散射效應指的是低劑量X射線照射在物質上時會碰撞出電子，當照射在低原子數的物質(如人體組織)時反彈回的電子較多，使用在顯示器上會顯示為亮點;而金屬之類(如、刀具等)的物質原子數高，所以照射上以后碰撞出的電子少，會在監視器上顯示為暗區。

　　2太赫茲光譜原理

　　太赫茲(Terahertz)是指頻率在0.1至10THz范圍內的電磁波，它的波長是0.03至3mm，在電磁波譜上的位置在毫米波與紅外線之間，太赫茲波檢測的原理因為是通過電磁波照射在物質上發生比如透射、反射、發射等等的物理反應，發射波或折射波可以反映出關于物質的大量信息。而且像爆炸性物質和這類物質基本上都是有機大分子，他們的振動和轉動能級譜都處于太赫茲波段，所以極易用太赫茲波檢查出來。太赫茲的特性也十分突出，其指紋譜性使之能檢測出物質結構的微小變化和差異，可以檢測出物質的特征指紋譜確定物質的結構及種類，非電離性意味著不會使生物分子產生電離，所以應用于人體檢測也比較安全。其最大的優點就是強穿透性，它可以穿透甚至是像墻壁這種隱蔽性材料，所以可以對非金屬、非極性材料覆蓋的隱蔽物質進行非接觸式檢測，將在軍事反恐方面發揮巨大的作用。

　　3γ射線原理

　　利用γ射線的基本原理與X射線原理類似，而且由于γ射線的穿透力更強，生成的圖像也更清晰，所以常用于檢測大型貨物，如安裝在港口等地掃描貨車等。γ射線成像探測器的優點很多，不僅穿透力強，成像效果好，而且體積小、效率高。

　　4核磁共振原理

　　核磁共振在醫學掃描儀中更為常用，當磁矩不為零的原子核處于外加磁場中時，核磁矩會進動使其軸線描繪出一個圓錐面，進動時的旋轉頻率ωL與外加磁場強度B0有關，即ωL=γB0。式中γ為磁旋比，不同的核有不同的γ值。當核磁矩進動的旋轉頻率與投射在物質上的射頻電磁波的頻率一致時，核磁矩會吸收無線電波的能量而躍遷到激發狀態，也就是發生了核磁共振，而被測物質的有關信息就可以通過核磁共振中有關核磁矩參數的分析得到。核磁共振原理應用到安檢技術中稱為四極共振分析技術，不過這種技術的效率沒有X射線的高，所以沒有X射線檢測技術在安全檢測使用方面那么普及。

　　5人體生物識別方法

　　每個人都是獨一無二的，所以每個人的特征也可以進行識別，比如人們說話聲音的頻率各不相同、指紋與掌紋不同、還有眼睛中虹膜的不同也可以進行識別。若要對長相進行掃描，可以用監視器拍下目標的面部照片，然后測量面部一些曲線的角度，再數字化關鍵信息與目標的數據比較。現在影視劇中常出現的視網膜或虹膜安檢技術也已成為現實，其中虹膜辨別更加可靠。虹膜是眼睛瞳孔外圍的那一道彩色圓圈，人在出生一年半以后虹膜就會終生保持不變，結構十分復雜，其中的變量多而且千變萬化，即使是雙胞胎的虹膜也是不同的。但是人體生物識別技術還尚未成熟，因為它的穩定性一直得不到技術的保證。比如說人類的聲音頻率會因為生病等特殊情況發生變化，或故意作假;辨別指紋、掌紋時手要保持潔凈干燥;若用紅外相機掃描人的面部也要注意是否會因為體溫變化使面部熱輻射改變等等。

　　6結語

　　檢測技術并非一成不變的，為了適應能夠辨別日新月異的恐怖襲擊手段，安檢方法常常組合使用來加強檢測效果。還有很多準確性與效率極高的技術尚未走出實驗室進行實際應用，物理技術未來的發展也一定程度上決定了安檢技術的未來。技術的革新也意味著更加和平的未來，希望物理學在安檢技術中能貢獻更多的力量。

　　參考文獻：

　　[1]盧樹華.基于太赫茲光譜技術的爆炸物類危險品檢測[J].激光與光電子學進展,2012(04).

　　[2]翁詩甫.傅里葉變換紅外光譜分析[M].北京:化學工業出版社,2010.

【物理學史的論文】相關文章：

淺談物理學史在物理教學的作用畢業論文09-13

大學物理學史的作用05-13

淺談物理學史的教育功能07-28

物理學史在高中物理的實踐07-26