物理學(xué)史的論文

　　物理學(xué)史中，不僅是關(guān)于物理現(xiàn)象和規(guī)律的研究，而且在物理學(xué)的發(fā)展過(guò)程中物理學(xué)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(xué)史論文，供大家參考閱讀！

　　物理學(xué)史的論文

　　【摘要】

　　近幾年需要安檢的地方越來(lái)越多，安檢技術(shù)也越來(lái)越重要，它對(duì)危險(xiǎn)品的勘測(cè)是預(yù)測(cè)爆炸恐怖事件的重要環(huán)節(jié)。安全檢測(cè)技術(shù)中離不開(kāi)物理學(xué)原理，介紹了常用在安全檢測(cè)中的物理學(xué)原理如X射線(xiàn)原理、太赫茲光譜原理、γ射線(xiàn)原理等，最后介紹了還未成熟但是未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)的人體生物識(shí)別方法。

　　【關(guān)鍵詞】

　　安全檢測(cè);危險(xiǎn)品;物理學(xué)

　　安檢技術(shù)現(xiàn)已成為科學(xué)界的研究熱點(diǎn)之一，在多領(lǐng)域的科學(xué)家的努力下，研究出了很多檢測(cè)方法，為世界和平做出了很大的貢獻(xiàn)。其中運(yùn)用了物理學(xué)原理的技術(shù)應(yīng)用最廣，性?xún)r(jià)比也最高，下文中將介紹一些常用原理。

　　1X射線(xiàn)原理

　　X射線(xiàn)是由德國(guó)物理學(xué)家倫琴發(fā)現(xiàn)的，波長(zhǎng)為0.01～10nm較短，但能量卻很大，也常用于現(xiàn)在的醫(yī)學(xué)成像檢測(cè)。它的原理是利用射線(xiàn)穿過(guò)物質(zhì)時(shí)發(fā)生的產(chǎn)生光電子及光子散射等物理反應(yīng)，這時(shí)會(huì)導(dǎo)致很多入射光子被物質(zhì)吸收。假設(shè)一束初始強(qiáng)度為I0的X射線(xiàn)(或γ射線(xiàn))穿過(guò)厚度為d的均勻物質(zhì)后，其強(qiáng)度減弱為I=I0e-μd。式中μ是物質(zhì)的吸收系數(shù)，它是物質(zhì)本身的性質(zhì)，只在物質(zhì)的成份、結(jié)構(gòu)及密度等因素變化時(shí)隨之變化。比如說(shuō)一位旅客將其行李包放在安全檢測(cè)臺(tái)上，用X射線(xiàn)對(duì)這個(gè)行李包進(jìn)行照射，根據(jù)上式測(cè)得衰減后的X射線(xiàn)強(qiáng)度和其他物理量，就會(huì)得到包里各物質(zhì)的吸收系數(shù)、密度等信息，經(jīng)計(jì)算機(jī)特定算法處理，可以讓行李包的內(nèi)部情況的圖形反映出來(lái)，并將所測(cè)得的數(shù)據(jù)與在此之前預(yù)存的危險(xiǎn)品有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，就可判斷包中是否含有違禁物品。以上是X射線(xiàn)的透視原理，X射線(xiàn)的反散射探測(cè)即康普頓散射效應(yīng)也可以用于安檢技術(shù)�？灯疹D散射效應(yīng)指的是低劑量X射線(xiàn)照射在物質(zhì)上時(shí)會(huì)碰撞出電子，當(dāng)照射在低原子數(shù)的物質(zhì)(如人體組織)時(shí)反彈回的電子較多，使用在顯示器上會(huì)顯示為亮點(diǎn);而金屬之類(lèi)(如、刀具等)的物質(zhì)原子數(shù)高，所以照射上以后碰撞出的電子少，會(huì)在監(jiān)視器上顯示為暗區(qū)。

　　2太赫茲光譜原理

　　太赫茲(Terahertz)是指頻率在0.1至10THz范圍內(nèi)的電磁波，它的波長(zhǎng)是0.03至3mm，在電磁波譜上的位置在毫米波與紅外線(xiàn)之間，太赫茲波檢測(cè)的原理因?yàn)槭峭ㄟ^(guò)電磁波照射在物質(zhì)上發(fā)生比如透射、反射、發(fā)射等等的物理反應(yīng)，發(fā)射波或折射波可以反映出關(guān)于物質(zhì)的大量信息。而且像爆炸性物質(zhì)和這類(lèi)物質(zhì)基本上都是有機(jī)大分子，他們的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)譜都處于太赫茲波段，所以極易用太赫茲波檢查出來(lái)。太赫茲的特性也十分突出，其指紋譜性使之能檢測(cè)出物質(zhì)結(jié)構(gòu)的微小變化和差異，可以檢測(cè)出物質(zhì)的特征指紋譜確定物質(zhì)的結(jié)構(gòu)及種類(lèi)，非電離性意味著不會(huì)使生物分子產(chǎn)生電離，所以應(yīng)用于人體檢測(cè)也比較安全。其最大的優(yōu)點(diǎn)就是強(qiáng)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(duì)非金屬、非極性材料覆蓋的隱蔽物質(zhì)進(jìn)行非接觸式檢測(cè)，將在軍事反恐方面發(fā)揮巨大的作用。

　　3γ射線(xiàn)原理

　　利用γ射線(xiàn)的基本原理與X射線(xiàn)原理類(lèi)似，而且由于γ射線(xiàn)的穿透力更強(qiáng)，生成的圖像也更清晰，所以常用于檢測(cè)大型貨物，如安裝在港口等地掃描貨車(chē)等。γ射線(xiàn)成像探測(cè)器的優(yōu)點(diǎn)很多，不僅穿透力強(qiáng)，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(yī)學(xué)掃描儀中更為常用，當(dāng)磁矩不為零的原子核處于外加磁場(chǎng)中時(shí)，核磁矩會(huì)進(jìn)動(dòng)使其軸線(xiàn)描繪出一個(gè)圓錐面，進(jìn)動(dòng)時(shí)的旋轉(zhuǎn)頻率ωL與外加磁場(chǎng)強(qiáng)度B0有關(guān)，即ωL=γB0。式中γ為磁旋比，不同的核有不同的γ值。當(dāng)核磁矩進(jìn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)頻率與投射在物質(zhì)上的射頻電磁波的頻率一致時(shí)，核磁矩會(huì)吸收無(wú)線(xiàn)電波的能量而躍遷到激發(fā)狀態(tài)，也就是發(fā)生了核磁共振，而被測(cè)物質(zhì)的有關(guān)信息就可以通過(guò)核磁共振中有關(guān)核磁矩參數(shù)的分析得到。核磁共振原理應(yīng)用到安檢技術(shù)中稱(chēng)為四極共振分析技術(shù)，不過(guò)這種技術(shù)的效率沒(méi)有X射線(xiàn)的高，所以沒(méi)有X射線(xiàn)檢測(cè)技術(shù)在安全檢測(cè)使用方面那么普及。

　　5人體生物識(shí)別方法

　　每個(gè)人都是獨(dú)一無(wú)二的，所以每個(gè)人的特征也可以進(jìn)行識(shí)別，比如人們說(shuō)話(huà)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(jìn)行識(shí)別。若要對(duì)長(zhǎng)相進(jìn)行掃描，可以用監(jiān)視器拍下目標(biāo)的面部照片，然后測(cè)量面部一些曲線(xiàn)的角度，再數(shù)字化關(guān)鍵信息與目標(biāo)的數(shù)據(jù)比較�，F(xiàn)在影視劇中常出現(xiàn)的視網(wǎng)膜或虹膜安檢技術(shù)也已成為現(xiàn)實(shí)，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(huì)終生保持不變，結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，其中的變量多而且千變?nèi)f化，即使是雙胞胎的虹膜也是不同的。但是人體生物識(shí)別技術(shù)還尚未成熟，因?yàn)樗�的穩(wěn)定性一直得不到技術(shù)的保證。比如說(shuō)人類(lèi)的聲音頻率會(huì)因?yàn)樯�病等特殊情況發(fā)生變化，或故意作假;辨別指紋、掌紋時(shí)手要保持潔凈干燥;若用紅外相機(jī)掃描人的面部也要注意是否會(huì)因?yàn)轶w溫變化使面部熱輻射改變等等。

　　6結(jié)語(yǔ)

　　檢測(cè)技術(shù)并非一成不變的，為了適應(yīng)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(lái)加強(qiáng)檢測(cè)效果。還有很多準(zhǔn)確性與效率極高的技術(shù)尚未走出實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用，物理技術(shù)未來(lái)的發(fā)展也一定程度上決定了安檢技術(shù)的未來(lái)。技術(shù)的革新也意味著更加和平的未來(lái)，希望物理學(xué)在安檢技術(shù)中能貢獻(xiàn)更多的力量。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]盧樹(shù)華.基于太赫茲光譜技術(shù)的爆炸物類(lèi)危險(xiǎn)品檢測(cè)[J].激光與光電子學(xué)進(jìn)展,2012(04).

　　[2]翁詩(shī)甫.傅里葉變換紅外光譜分析[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2010.

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