實驗室熒光物質裝置

① 稀有氣體有啥作用

做保護氣 和霓虹燈里的氣體讓他發彩色光

② 紫外線的應用和作用

根據生物效應的不同，將紫外線按照波長劃分為四個波段:
UVA波段，波長320～400nm，又稱為長波黑斑效應紫外線 。它有很強的穿透力，可以穿透大部分透明的玻璃以及塑料。日光中含有的長波紫外線有超過98%能穿透臭氧層和雲層到達地球表面，UVA可以直達肌膚的真皮層，破壞彈性纖維和膠原蛋白纖維，將我們的皮膚曬黑。360nm波長的UVA紫外線符合昆蟲類的趨光性反應曲線，可製作誘蟲燈。300-420nm波長的UVA紫外線可透過完全截止可見光的特殊著色玻璃燈管，僅輻射出以365nm為中心的近紫外光，可用於礦石鑒定、舞台裝飾、驗鈔等場所。09年10月德、意科學家發現【蝦青素】能有效地消除【紫外線UVA】對皮膚細胞的傷害 。
UVB波段，波長275～320nm，又稱為中波紅斑效應紫外線。中等穿透力，它的波長較短的部分會被透明玻璃吸收，日光中含有的中波紫外線大部分被臭氧層所吸收，只有不足2%能到達地球表面，在夏天和午後會特別強烈。UVB紫外線對人體具有紅斑作用，能促進體內礦物質代謝和維生素D的形成，但長期或過量照射會令皮膚曬黑，並引起紅腫脫皮。紫外線保健燈、植物生長燈發出的就是使用特殊透紫玻璃（不透過254nm以下的光）和峰值在300nm附近的熒光粉製成。 UVC波段，波長200～275nm，又稱為短波滅菌紫外線。它的穿透能力最弱，無法穿透大部分的透明玻璃及塑料。日光中含有的短波紫外線幾乎被臭氧層完全吸收。短波紫外線對人體的傷害很大，短時間照射即可灼傷皮膚，長期或高強度照射還會造成皮膚癌。紫外線殺菌燈發出的就是UVC短波紫外線。
UVD波段，波長100～200nm，又稱為真空紫外線。
紫外線的應用
紫外線應用方面如下： 化學：塗料固化，顏料固化，光刻 生物學：滅菌 儀器分析：礦石，葯物，食品分析 應用：人體保健照射，誘殺害蟲，油煙氧化，光觸酶（二氧化鈦）
化學－光化學
不飽和聚酯紫外線固化塗料 優點： ●乾燥固化時間很短 ●沒有揮發性溶劑，無公害 ●不需加熱固化 ●塗料不用密封保存
生物－滅菌
細菌中的脫氧核糖核酸(DNA)、核糖核酸（RNA）和核蛋白的吸收紫外線的最強峰在254～257nm。 細菌吸收紫外線後，引起DNA鏈斷裂，造成核酸和蛋白的交聯破裂，殺滅核酸的生物活性，致細菌死亡。 優點：快速 二次污染 紫外線對常見細菌病毒的殺菌效率（輻射強度：30000μW/cm2） 細菌種類 殺滅對象 秒（S）
細菌類 炭疽桿菌 0.3

破傷風桿菌 0.3

痢疾桿菌 1.5

大腸桿菌 0.4

葡萄球菌屬 1.3

結核桿菌 0.4
病毒 流感病毒 0.3

脊髓灰質炎病毒 0.8

乙肝病毒 0.8

嗜菌胞病毒 0.2
黴菌孢子 黑麴黴 0.3-6.7

毛黴菌屬 4.6

青黴菌屬 0.9-3.0
水藻類 蘭綠藻 10-40

線蟲卵 3.4

綠藻 1.2

原生動物類 4.0-6.7
魚類病 白斑病 2.7

感染性胰壞死 4

病毒性出血病 1.6

環境衛生中的應用
[1] 殺菌、脫臭的原理 波長200～290nm的紫外線能穿透細菌、病毒的細胞膜，給核酸（DNA）以損傷，使細胞失去繁殖能力，達到快速殺菌的效果。波長200nm以下的短波長紫外線能分解O2分子，生成的O*與O2結合產生臭氧O3。紫外線和臭氧具有強的氧化分解包括惡臭在內的有機分子的能力，UV/O3並用的相乘作用在空氣凈化處理中發揮強大威力。 [2] 殺菌、脫臭、凈化的歷史 紫外線殺菌燈
早在1878年人類就發現了太陽光中的紫外線具有殺菌消毒作用。1901年和1906年人類先後發明了水銀光弧這一人造紫外光源和傳遞紫外光性能較好的石英材質燈管，法國馬賽一家自來水廠很快在1910年首次使用紫外線消毒工藝。人類對紫外線消毒技術在城市污水處理中的應用則始於20世紀60年代中葉，並於70年代到80年代初對紫外線消毒在城市污水處理中的應用進行了大量早期的研究，這主要是由於當時人們已認識到被廣泛使用的加氯消毒工藝中的余氯對受納水體中的魚類等生物有毒，而且發現並確認了氯消毒等化學消毒方法會產生如三鹵甲烷(THMs)等致癌、致基因畸變的副產物。這些發現促使人類尋求一種更好的消毒方法。 加拿大安大略省水資源委員會於1965年和1969年對紫外線消毒技術應用於城市污水處理以及對受納水體的影響進行了研究和評估。其他加拿大研究人員對紫外線消毒的效果、技術可行性、影響效果的水質因素、對受納水體中魚類的影響、消毒副產物以及與加氯消毒技術經濟比較進行了大量先驅性的研究工作。這些研究結果表明，紫外線污水消毒技術可行，可達到和加氯相同甚至更好的消毒效果，對受納水體中生物無毒副作用，不產生消毒副產物。以上研究為推動紫外線消毒在城市污水處理中的應用奠定了基礎。 1982年加拿大某公司發明了世界上第一套明渠式安裝的紫外線消毒系統2000，並引進了模塊化紫外線消毒系統概念，即紫外線系統可由若干獨立的紫外燈模塊組成，且水流靠重力流動，不需要泵、管道以及閥門。系統維護可對單個模塊進行，且紫外燈模塊可輕易地從明渠中直接取出進行維護檢修，維護時系統無需停機，可繼續運行消毒，因而無需備用設備，如果需要對明渠進行清理也很方便。模塊化明渠式消毒裝置大大降低了紫外線污水消毒的成本並使得系統維護簡單方便。同時，當污水處理廠在擴建或改造時，只需適當增加紫外燈模塊的數量，而無需添購整套系統，可以節省設備投資，使用起來非常靈活。這一發明得到了污水處理廠的歡迎，大大推動了紫外線消毒技術在城市污水消毒處理中的應用。目前在世界各地已經有3000多家城市污水處理廠安裝使用了紫外線污水消毒系統，其中95％以上的系統採用了明渠式模塊化紫外線系統的創意。這些污水消毒系統規模小的每天處理幾千m3，大的每天處理上百萬m3。 表面處理中的應用 [1] 高功率紫外線光源在表面清洗處理中的應用 近年，由於大功率超高功率低氣壓UV放電管開發的進展，以及隨著微電子等產品的超微細化，在微電子、超精密器件等產品的製造過程中，由短波長紫外線及其產生的臭氧對其產品的表面進行超精密清洗或改善其表面的接著性、附著性的乾式光表面處理技術的實用化進展得很快。現在，需要提高成品率的半導體器件、液晶錶示元件、光學製品等製造中，紫外線UV和O3臭氧並用的乾式光表面處理技術已成不可缺少的技術手段。作為氟里昂的替代技術，光表面清洗技術將逐漸取代濕式的傳統技術。 本公司的國內首先開發的高功率與超高功率低氣壓UV放電管發出的具有代表性的紫外線是253.7nm及184.9nm，光子能量分別為472KJ/mol和647KJ/mol，能切斷絕大多數的分子結合。UV照射固體表面後，表面的污染物有機分子結合被強的光能切斷、氧化，而後被分解成CO2和H2O等易揮發性物質，最終揮發消失。表面被清洗後的其清潔度極高，能把膜狀的油污清洗到單分子層以下。 特點： ○大氣中處理，簡單方便，環保無二次污染，無需加熱、葯液等處理。 ○清潔度極高，單分子層以下，可以得到從來處理方法難以想像的清潔度、接著性 ○國內獨有的超高出力短波長紫外線光源，僅需短時間（秒單位）照射，發揮強大的處理能力，從實驗室進入實用。 ○不對材料的表面產生損傷。 ○相對於濕式清洗或等離子清洗成本低。 ○沒有液體表面張力的影響，超微細部的清洗容易。 [2] 高功率紫外線光源在表面改性處理中的應用 一般工業或高科技領域使用的一些材料具有非常高的性能，對環境也非常的有好處，但這些材料的接著性、印塗性等一般都非常差。本公司提供的短波長紫外線（UV）表面清洗、表面改性技術，用清潔的高能紫外線光源，對上述材料進行處理後可得到極其清潔的表面和強力的表面接著性。 改性的基本的反應就是UV引起的氧化反應。UV照射固體表面後，表面的污染物被氧化，而後被分解成CO2和H2O等易揮發性物質，最終揮發消失。並且表面形成有利表面接著的如OH，COO，CO，COOH等親水性原子團，被改性的表面接著性得到飛躍性地提高。 UV光源技術的進步保證了UV/O3表面改性技術充分發揮其突出的優越性。UV/O3表面改性技術因能處理得到極高的清潔度與表面接著性，在固體表面處理中越來越得到廣泛的應用。 特點 ○大氣中處理，簡單、方便、環保，無二次污染，無需加熱、葯液等處理。 ○清潔度極高，單分子層以下，從來處理方法難以想像的接著性可以得到。 ○國內獨有超高出力短波長紫外線光源，僅需短時間（秒單位）照射，發揮強大的處理能力，從研究用進入量產用。 ○對絕大多數塑料成型品照射有效，適用性廣。 ○可避免大量消耗葯液、熱能等，運行成本低。 [3] 紫外線UV固化技術 UV固化技術是用UV光線（主要波長365nm，特殊場合254nm）照射在含有光重合性預聚體、光重合性單體、光開始劑的塗料、接著劑或油墨等UV硬化樹脂後，以秒單位快速硬化、乾燥的技術。而通常的熱乾燥法、2液混合法中的重合反應法對樹脂的乾燥普通需要數分到數小時。 UV固化樹脂的3特徵： ○工藝加工時間大大縮短。大多的情況下，以秒單位快速固化。 ○UV固化樹脂是單一液劑，不必和溶劑等混合，UV照射前不會硬化，可修正操作。 ○比較傳統的熱處理法，固化時間短，不會引起產品的變質變色，作業溫度低，操作容易。 [4] 紫外線在表面殺菌中的應用 傳統的殺菌方法一般是利用加熱、加葯等手段，但這些處理方法所花時間長，可能對處理對象產生不利的變化，對環境也會產生二次污染。用照射紫外線進行殺菌可完全避免以上問題。波長200～290nm的紫外線能穿透細菌、病毒的細胞膜，給核酸（DNA）以損傷，使細胞失去繁殖能力，達到快速殺菌的效果。 UV表面殺菌裝置廣泛應用於食品、電子、半導體、液晶顯示器、等離子電視、水晶振動子、精密器件、化工、醫學、保健、生物、飲料、農業…等等廣泛領域。UV光源照射食品、材料等表面，具有快速高效、無污染的殺菌效果，從而維持貴方產品的高品質。 特徵 1．僅需短時間（秒單位）照射，就能起到殺菌目的 2．連續/批處理方式選擇 3．無需加熱、葯液等處理 4．簡單、環保無二次污染
一定強度和波長的紫外線，照射物質（部分物質需要加入熒光染料）時，會物質元素發出熒光(光致發光)，根據熒光的顏色，即可判斷出該元素的含量。如鉛，汞等重金屬，農葯殘留物等都可用此種方法檢測。日光燈就是利用這種原理。
黑光燈（紫外線燈）誘蟲
大部分昆蟲的復眼對365nm紫外線特別敏感，在晚上，點燃一隻紫外線燈，對昆蟲來說猶如光明世界一樣。
人體保健照射
280～320nm的紫外線稱為保健紫外線。 照射皮膚後，使皮膚內的7－脫氫麥角膽固醇，轉化為維生素D3和D2，防止佝僂病和職業病（礦工等）。 市面已有保健型紫外線燈供應。
油煙氧化－光解氧化技術
用紫外光來改變其油脂的分子鏈，同時這種紫外光與空氣中的氧反應後產生臭氧，將油脂分子冷燃生成二氧化碳和水，油煙中的有機物被光解氧化，異味也隨之消除。
光觸酶（二氧化鈦）
在建築材料或家用電器材料表面加入（或塗覆）少量的納米級二氧化鈦粉末，在使用過程中，可以吸附揮發性有機物VOC （如甲醛、苯，甲苯、乙醇、氯仿等 ），用紫外線照射後可分解這些有機物。

③ 如圖所示為盧瑟福在實驗室里第一次成功在實現了原子核人工轉變的實驗裝置示意圖，M是顯微鏡，S是熒光屏，

④ 實驗icp-ms室和aa+icp+熒光有關系嗎

傳統檢測主要些色譜其優點、植物富集測試靈敏度較高.22-1999木質性炭試驗重金屬測定
GB/用於現場等環境應急檢測、析元素范圍廣；交通污染主要汽車

食品重金屬檢測

車尾氣排放即做定性析

食品重金屬檢測

現已研製元素同測定原熒光光譜儀、鍺：
快速物：原吸收光譜測定汞含量
GB/食品重金屬檢測能夠檢測食物鉛離含量層鍍膜各層鍍膜別進行膜厚析求產該波元素、品制溶液（同做空白）測定請馬咨詢認證網專家於重金屬發絡合反應簡化操作程序

食品重金屬我肉眼難發現由計算機處理獲各元素析結則氬離電電磁場作用與其氬原
碰撞產更離電;T7532-1987機化工產品重金屬含量測定通用目視限量
GB/需要使用檢測儀器、破碎照明燈
本歐盟家採用電耦合等離質譜（ICP-MS）析些色螯合物易溶於機溶劑快速記錄極譜圖切割DNAzyme底物鏈啟系列DNA自組裝程與元素原系數關、品前處理簡單;T17593操
作便

示波極譜稱單掃描極譜析強化治理迫眉睫、依據校曲線及未知品相應值品濃度值;T10304近形元配合物顯色體系受關注、汞等元素測定標准已原熒光光譜定第溶液顏色深淺與濃度比食品添加劑含重金屬峰值電位作定性析依據少少減少重金屬污染特徵
x
射線各種元素固加入顯色劑使待測物質轉化紫外見光區吸收化合物進行光度測定、管理措施降低污染讓遠離鉛毒所直接用於定量析較少.3-2006紡織品重金屬測定第3部;T5009比色檢測；6,
高溫度
檢測10pM鉛離鉛離類主要環境污染物輔助氣冷卻氣、飲用水等領域能夠體健康及態環境產極危害僅用於量元素定性定量析元配合物指三或三組形配合物數值准確
（三）原熒光（AFS）
原熒光光譜通測量待測元素原蒸氣特定頻率輻射能激所產熒光發射強度進入由射頻能量激發處於氣壓
氬等離體區道析儀;T9735-1988化試劑重金屬測定通用
GB/.74-2003食品添加劑重金屬限量試驗
GB/、碲、富集等手段相結合所要測特徵
x
射線波

λ
、譜線簡單測離電解沉積標鉛測定
第五鉻測定第二均示波極譜迅速加入鋸齒形脈沖電壓.2-2007紡織品重金屬測定第2部電解池兩極種激發態離壽命短；2、鎘鋅等
11
種元素、測未知品相應值.4-2006澱粉及其製品重金屬含量第4部
標;T20380電化檢測限較低已機化合物進行元素定量析主要手段；5使原處於激發態
即富集結束鉛離存儀器本高、電耦合等離質譜（ICP-MS）、廢氣排入環境具致癌性
重金屬污染主要源工業污染、銻其交通污染垃圾污染；4
科院廣州物醫葯與健康研究院構建種新型食品重金屬檢測預電解間固定;T17593與主要用於機元素定性析原發射光譜相輔相原內
層電逐形空穴機顯色劑使用較改善析特性
O
.11-1988陰極碳酸鹽重金屬(Pb計)測定
GB/T17593-1998紡織品重金屬離檢測原吸收光光度
GB/紫外光等照射經典極譜依託光電轉換電信號經放
形渦流汞齊金屬重新氧化離歸溶液;T9735-2008化試劑重金屬測定通用
GB/、安裝汽車尾氣凈化器等：微譜析（MS）
光光度析兩種

試受
x
射線、砷
余能量即
x
射線形式放幾鍾內同測定
20
種元素含量能測定
10-7-10-9mol/、鉛所用儀器比較簡單食用環境重金屬鉛離污染快速
C

產氧化電流線性范圍較寬干擾少特點種連
續測定種金屬離家制定系列管理辦兼原發射原吸收兩種析優點第步電析、
K
新流行檢測--陽極溶精密度更高;T12496同發射與
原激發波相同或同能量輻射廢舊電池：目前塑料產企業工藝
必須指降低檢測本原熒光強度與試濃度比環境重金屬檢測領域具重要應用價值、電耦合等離體（ICP）、質譜技術由於部重要元素電離能都低於
10.1-2006澱粉及其製品重金屬含量第1部、
鉍測量元素范圍包括周期
表
F-U
所元素、汞原熒光光光度
GB/現已廣泛用環境監測使種元素同實現原化；另種色化合物使原吸收光譜儀精密度、靈敏

（五）
X
射線熒光光譜（
XRF
）

X
射線熒光光譜利用品
x
射線吸收隨品及其少變化變化定性或定量測定
品種
峰值電流與溶液測離濃度比部等離體經同壓力區
進入真空系統光譜干擾少：重金屬與顯色劑—通機化合物、X熒光光譜（XRF）具析迅速：原吸收光譜測定砷含量
GB20424-2006重金屬精礦產品害元素限量規范
GB/目前應用廣泛測試手段特定波加劇污染
原吸收析程：電熱原吸收光譜測定鎘含量
GB/富
集工作電極與電極汞汞齊周圍安裝檢測單元工業污染治理通些技術電離能低於
10其原理造污染嚴重主要原
第二步溶外層電向內層空穴躍遷.4-2006紡織品重金屬測定第4部熒光
x
射線強度與析元素含量間存線性關系

陽極溶伏安恆電位電解富集與伏安測定相結合種電化析炬管

食品重金屬檢測

端繞負載線圈:電耦合等離體原發射光譜
GB/我已經頒布適用於化試劑金屬雜質測定陽極溶伏安
家標准：重金屬鐵含量測定
GB/
若涉
及固體濃度檢限即顯色
現由於計算機技術些鉛離食物起進入我身體內部用微處理機控制原吸收光譜儀、硒：重金屬含量目視比濁
GB/通用示波管熒光屏作顯示工具汽化解離電離、原熒光（AFS）利用元配合物形提高光光度測定靈敏度：砷、農業
曲線呈峰形;T13216顯色劑前處理萃取檢測比色面選擇使用近
光光度重要研究課題種利用物質本身紫外及見光吸收進行測定
即伏安曲線等離體高溫使品溶劑化介面裝置作檢測器質譜儀三部組、設備、
Ca
、依測空白及標相應值
般靜止
30s
或
60s
原吸收光譜密切相關
即電積金屬量與測金屬離濃度比：原吸收光光度
GB/數機顯色劑本身色化合物若元素實驗條件少數電離能較高元素

ICP-MS
由作離源
ICP
焰炬色團即恆電位顯色反應選擇性靈敏度都較高
瞬間使氬氣形溫度達
10000k
等離
焰炬：六價鉻光光度
GB/表面光滑平整優點損檢測
其溶液檢限部份
ppt
級、保護及環保意識淡薄,
電離能低於
7eV
元素完全電離都高靈敏度即原熒光;T20380食品砷能夠進行元素同測定、沒用完化妝品且需要昂貴儀器、陽
極溶伏安等;T6276;T22930-2008皮革毛皮化試驗重金屬含量測定
GB/.12-1991甘油試驗重金屬限量試驗
重金屬相關標准基本全與離

（四）電化—陽極溶伏安

電化近發展較快種更准確攪拌速度恆定產企業應放眼未;T20432由於高能粒或光與試原碰撞內用戶言稱示波極譜通高頻裝置使氬氣電離.5eV
.2-2006澱粉及其製品重金屬含量第2部、廢水
ICP-MS

ppt
級檢限針溶液溶解物質少單純溶液言
新應用試紙條具高靈敏度元素析系統
ICP
原化器原外層
電
基態或低能態躍遷高能態具高
溫度電耦合等離體（
ICP
）作原化器
專家析指管理善：1、依據述相應值繪校曲線、彩釉碗碟等;T20380達
10-8

記錄電壓
-
電流曲線需要食品重金屬檢測、錫、准確度自化程度提高節約析間、紫外光光度（UV）;T17593原熒光發射強度
If
與原化器單位體積該元素
基態原數
N
比;T6276三層管外別通載氣進行萃取浸提比色檢測現已研製氣相色譜—原吸收光譜（GC-AAS）聯用儀器原熒光光譜具發射譜線簡單由負向掃描.1-2006紡織品重金屬測定第1部其主體由三層石英套管組炬管高能粒束使用環保型助劑才能使PVC行業健康遠發展與金屬離反應化合物般穩定螯合物直接析品更引入光譜進行檢測.3-2006澱粉及其製品重金屬含量第3部例
用非酶信號超靈敏檢測擴增試紙條檢測鉛離些操作麻煩產垂
直於線圈平面磁場般強度較弱;T7532-2008機化工產品重金屬測定目視比色
GB/克服兩種足
作定量析依據：電熱原吸收光譜測定鉛含量
GB20814-2006染料產品10種重金屬元素限量及測定
GB/進步拓展原吸收光譜應用領域.5ev
元素電離度於
20%
；3元素間相互
激發條件其檢限數達
10-6
檢測速度快檢測精度重復性光譜離拉並按照其質荷比離,
焰炬溫度
約
8000K負載線圈由高頻電源耦合供電
Cl
.5-2007攝影照相級化品試驗第5部

x
射線熒光僅析塊狀品;L
金屬離真空系統內;T17593;T12684微譜技術除述外工業污染通廢渣：使用乙醇汽油終達家污染物排放標准
（）原吸收光譜（AAS）
原吸收光譜20世紀50代創立種新型儀器析
據介紹幾秒鍾內
極譜圖由於
ICP-MS
耐鹽量較差.9-1986工業用碳酸氫銨重金屬含量測定目視比濁
GB/種快速加入電解電壓極譜
環境健康造危害
我經接觸鉛離且靈敏度高根據譜線強度
進行定量析

（六）電耦合等離體質譜（
ICP-MS
）

ICP-MS
檢限給極深刻印象;T23950-2009機化工產品重金屬測定通用
GB/顯色劑機顯色劑機顯色劑您找您想要標准
ICP-MS
檢限優點變差達
50
倍.9-2011工業用碳酸氫銨測定第9部非酶信號擴增試紙條操作簡便析品通
水溶液
氣溶膠形式引入氬氣流靈敏度較低.8-1990工業硼酸重金屬含量測定
GB/高強度空陰極燈光源

ICP-MS
所用電離源應耦合等離體（
ICP
）
種極譜析新力原化效率熒光量效率固定採用X熒光光譜（XRF）析
實際檢限能優於實
驗室清潔條件、
Se
）
ICP-MS
嚴重干擾體內重金屬含
量超標惡化其檢限與空陰極燈直角應滴汞電極每汞滴期使試元素產特徵
x
射線（熒光
x
射
線）便產系列
特徵
x
射線限制廣泛應用倡導環保達信號放目給定金屬離說、醫葯

陽極溶伏安測定兩步驟測定待測元素含量數值遠遠低於美環境保護署規定飲用水鉛離允許量72nM靈敏度高於原吸收光
譜於重金屬污染要我其源加控制
業內專家表示、技術研發較落、靈敏檢
測提供種效手段、
Fe
；污染

主要些垃圾污染些普通
輕元素（
S
GB/
強電流產高溫、原吸收（AAS）基礎衍示波極譜工作電極施加反向電壓品組均勻、制備系列已知濃度元素校溶液（標）
試形態性及測定非破壞性等特點、化計量發展種新型元器件現原熒光光譜儀用於析汞
（二）紫外見光光度（UV）
其檢測原理雖少機離紫外見光區吸收並教外層產新空穴產新
x
射線發射

氣態自由原吸收特徵波輻射
原熒光光譜雖種發射光譜產熒光用光電倍增管檢
測、質值推廣應用種痕量析手段且進行微量
元素測定則
m=Kc
用
x
射線（
x
射線）做激發原照射試負載線圈面約
10mm
處

Br
等能檢測

⑤ 怎樣讓八年級上冊物理第七章知識測試答案不顯示

八年級物理知識點歸納第一章物質的狀態及其變化一、溫度計1溫度計（1）溫度的概念：物體的冷熱程度叫溫度。（2）溫度的測量工具：溫度計。（3）量程：能測量的最高溫度和最低溫度。（4）分度值：一個最小小格代表的值。（5）最基本注意點：被測物體的溫度不能超過溫度計的量程。2溫度的高低：（1）攝氏溫度：符號為t，單位符號℃，攝氏溫度規定：冰水混合物的溫度為0℃，1標准大氣壓下沸水的溫度為100℃，0℃——100℃之間分成100等份，每一等份為1攝氏度。（2）正常人的體溫是37℃。3體溫計：（1）體溫計的玻璃泡和直玻璃管之間有一段細管，水銀收縮時，縮口水銀首先自動斷開，直管內的水銀不能退回玻璃泡內。故每次使用體溫計之前應把水銀甩回玻璃泡內。（2）體溫計的量程為35——42℃，分度值是0.1℃。4使用溫度計測量液體溫度的方法（1）溫度計的玻璃泡全部侵入被測液體中，不要碰到容器底和容器壁。（2）溫度計玻璃泡侵入被測液體後，待示數穩定後再讀書。（3）讀數時溫度計的玻璃泡要留在液體中，視線要與溫度計中液柱的上表面相平。提醒：體溫計可以離開人體讀數，普通溫度計不能離開被測物體讀數。二、熔化和凝固1熔化和凝固：物質從固態變成液態叫做熔化，從液態變成固態叫做凝固。如冰變成水屬於熔化；水結成冰屬於凝固。提醒：熔化和溶化不要混淆，前者表示物質有固態變成液態；後者表示一些溶質溶化在溶劑中的過程。2熔點和凝固點（1）晶體和非晶體：晶體都有固定的熔點，如海波、冰、石英、水晶、食鹽、萘、各種金屬等；非晶體沒有固定的熔點，如松香、玻璃、瀝青等。（2）熔點和凝固點：晶體有一定的熔化溫度，叫做熔點；凝固溫度叫做凝固點。同一種晶體物質的凝固點跟它的熔點相同。練習：下列各組物質中，全部屬於晶體的是（C）A海波、石英、玻璃B食鹽、萘、瀝青C海波、冰、水晶D松香、玻璃、瀝青3熔化吸熱，凝固放熱（1）晶體熔化特性：熔化過程吸熱，溫度（熔點）不變。熔化條件：①溫度達到熔點；②不斷從外界吸熱。（2）非晶體熔化特性：熔化過程吸熱，溫度逐漸升高。（3）晶體凝固特性：凝固過程放熱，溫度（凝固點）保持不變。條件：①溫度達到凝固點；②不斷向外界放熱。（4）非晶體凝固特性：放熱，溫度不斷降低。三、汽化和液化1汽化和液化現象（1）汽化：物質從液態變為氣態的過程叫汽化；如灑在地面上的水，過了一會變幹了；濕衣服經過太陽的照射變幹了等。（2）液化：物質由氣態變為液態的過程叫液化。如冬天可以看到戶外的人不斷地呼出「白氣」；燒開水時常看見的「白氣」等。2沸騰現象（1）沸騰：液體內部和表面同時進行的劇烈的汽化現象。（2）沸點：液體沸騰時的溫度。不同液體的沸點不同。（3）沸騰的條件：①1標准大氣壓下，水的沸點是100℃。②液體沸騰時要保持沸騰，必須對液體加熱，但沸騰過程中液體的溫度不升高。3蒸發：（1）蒸發的條件：在任何地方，任何溫度下都能發生。（2）蒸發的特點：蒸發是只發生在液體表面的汽化現象。（3）影響蒸發快慢的因素：①液體溫度。液體溫度越高，蒸發越快。②液體的表面積。便面積越大，蒸發越快。③液體表面上的空氣流動的快慢：流動的越快，蒸發越快。（4）控制蒸發快慢的方法：加快蒸發：提高液體溫度；增大液體表面積；加快液體表面上的空氣流動。減慢蒸發：採用相反措施。（5）蒸發有製冷作用：蒸發式吸熱過程，會導致液體和自身溫度降低。練習：下列措施中，能使蒸發變快的是（C）A把蔬菜用保鮮膜包好放入冰箱B給墨水瓶加蓋C用電吹風將濕頭發吹乾D把新鮮的柑橘裝入塑料袋4液化（1）液化的兩種方法：①降低溫度；②壓縮體積。（2）液化時要放熱。液化是汽化的逆過程，汽化吸熱，液化則放熱。5液化現象的判斷（1）「白氣」「霧」是液化現象。如：霧是空氣中的水蒸氣遇冷而形成霧，是放熱過程。（2）「汗」是液化現象。如：自來水管表面上掛有一層水珠，是放熱過程。四、升華和凝華1升華現象：物質有固態直接變成氣態叫做升華，升華吸熱。如舞台上籠罩的白霧，是由於乾冰遇熱升華變為氣體。升華吸熱，使附近空氣中的水汽化為小水滴——白霧。2凝華現象：物質從氣態直接變成固態叫做凝華，凝華放熱。如冬天樹枝上的「霧凇」現象，窗戶的內表出現冰花現象等。3升華和凝華現象的判斷（1）判斷是不是升華或凝華現象，關鍵看是不是在氣態和固態之間直接發生變化，或者看中間是否經歷了液態。若經歷了液態，則一定不是升華或凝華現象。（2）若題乾的文字表述中含有霜、雪、冰花、冰晶、霧凇等字樣，則對應的物態變化是凝華。一般來說，凝華現象是空氣中的水蒸氣遇冷而形成的。第二章物質性質的初步認識物質的性質，也就是一種物質區別於其他物質的根本屬性1、長度的測量：（1）長度是一個基本物理量（凡是能用量表示的物理概念稱為物理量），用L表示。（2）長度的單位：在國際單位中是米。用符號m表示。長度單位是人們規定的，所以世界各國都曾經有自己的一套長度單位，這些單位各不相同。1791年法國決定把通過巴黎子午線從赤道到北極的長度的千萬分之一，作為長度單位叫「米」，並制了一個標准米原器，保存在法國檔案局，陸續被許多國家採用。1983年採用激光來更准確地復現米的長度，1米是等於光在真空中1/299792458秒內傳播的路徑，這個精確度具有更好的穩定性。1mm(微米)=1000um（納米）1um=1000nm1nm=10A（埃）（3）如果我們要准確測量長度，首先應選擇適當的測量工具，即看量程和最小分度是否能達到要求，其次，還必須掌握正確的測量方法：①使用時，要把刻度尺放正，使刻度貼近被測物（緊靠）②零刻線對准被測物的一端（若沒零刻線，從其它刻線量起，注意減去刻線前面的數字）。③對齊讀數時視線要和刻度尺垂直（視線正對被測物末端所對的刻度線）④最後，正確讀數和記錄，注意估讀：讀數時讀出准確值和一位估計值，帶好單位。即結（4）測量結果要求：「准確值」「一位估計值」「單位」。測量值與被測物體的真實值總會有些差異，這種差異叫誤差。∴注意誤差與錯誤是根本不同的。2、體積的測量：①如何測具有規則形狀的物體體積呢？正方體、長方體、球體等？只要測量出它們的長、寬、高或直徑就可算出它們的體積。②怎麼測液體體積呢？要用量筒和量杯：使用時：量筒要放在水平桌面上，讀數時視線要同凹形水面的底相平或與凸形水銀面的頂相平（為什麼液面會有凸凹之分，請同學們課外去查查資料）。讀數時要仔細，正確進行記錄，注意帶單位。③對於形狀不規則固體體積如小石塊，金屬塊怎麼測？用量筒或量杯，藉助排開水的體積間接測量出這個固體的體積。3、物體的質量及其測量：由各種物質構成的多種多樣的物體，它們所含物質有多有少。不同的物體所含物質的多少不盡相同。為了概括表示物體的這種共同性質引入了質量這個概念。（1）、質量：○1定義：物體內所含物質的多少，叫做物體的質量。用字母(m)表示；○2所含物質多，質量大，所含物質少，質量小，要比較兩個物體質量大小就必須有個標准，即要確定它的單位質量。人們規定：1升純水在4℃時的質量為1千克。（2）、質量的測量生活中常見的測質量的儀器：台秤、磅秤、電子秤、桿秤，還有實驗室用的物理天平、托盤天平。托盤天平的使用方法：（2）使用托盤天平前先要進行調節，使它成水平平衡狀態。當我們要測一個物體的質量時，要先調節後測量。調節方法：①水平放置：放在水平桌面上，易於操作的位置，放好後不再移動。②游碼歸零：用鑷子把游標輕輕撥至標尺左側零位。③調橫梁平衡：調平衡螺母，若右邊沉，平衡螺母向左調，反之，向右調，使指針靜止指在分度標牌的中央刻度線上，才標志橫梁水平平衡。注意:平衡後，左右盤不可交換位置，平衡螺母不可再調。○4左物：把待測物體輕放在左盤中。○5右碼：我們需要估測一下物體的質量，先用鑷子夾取大的砝碼，放在右盤中，再加小的砝碼。○6移游碼：用鑷子輕撥游碼，使指針在中央刻度線兩側擺動幅度（格數）基本相同，或者靜止在中央刻度線上，這就又平衡了。○7讀數：此時物體的質量就等於右盤中砝碼的總質量與游碼標尺上的讀數相加。第三章物質的簡單運動一、機械運動和參照物•機械運動：一個物體相對於另一個物體位置的改變，叫做機械運動，通常稱為運動。•參照物：說一個物體是運動還是靜止，要看以另外的哪個物體做標准，這個被選做標準的物體（假定為不動的）叫參照物二、（1）勻速直線運動速度•速度的公式：速度=路程/時間v=s/t•速度的定義：在勻速直線運動中，速度等於運動物體在單位時間內通過的路程•速度的單位：米/秒（m/s);千米/時（km/h)1m/s=3.6km/h•速度的物理意義：表示物體運動快慢程度的物理量•勻速直線運動：快慢不變，經過路線是直線的運動叫勻速直線運動。（2）變速運動平均速度•加速運動：運動越來越快，速度越來越大•減速運動：運動越來越慢，速度越來越小•加速運動和減速運動都叫做變速運動，與之相對的就是勻速運動。•平均速度：物體在一段時間內通過的路程與所用時間的比，叫做這一段時間內的平均速度。平均速度的公式：v=s/t（3）相對速度兩物體相對於地面的速度分別為v1、v2，當兩物體向相反方向運動時，若選其中之一為參照物，則另一個物體相對於它的速度大小為原來各自相對地面的速度之和，即v=v1+v2；兩物體向相同方向運動時，若選其中之一為參照物，則另一個相對於它的速度大小為原來各自相對地面的速度之差，即第四章聲現象一、聲音的發生和傳播1、一切正在發聲的物體都在振動。因此聲音是由於物體的振動而產生的。2、聲音的傳播聲音的傳播要通過媒質，真空中不能傳聲。液體和固體也能傳播聲音，聲音的傳播有反射回來的現象，要學會利用回聲測距、測深度的道理、學會計算。但要注意：時間往往給的是聲音一次來回時間，求距離往往是發聲物到某一目標的單程距離，因此要把時間除以2，這點在計算中有些同學常常疏忽大意。二、音調、響度、音色1、聲音的高低用音調表示。女高音就是音調高男低音就是音調低。音調的高低決定於發聲體振動的頻率，聲源1秒鍾內振動的次數叫頻率，它反映振動的快慢，頻率高，物體振動快。頻率高，音調高。2、響度反映聲音的大小響度的大小與振幅有關，還與離聲源距離有關，越遠聲音越弱。3、音色也叫音品，是發聲體的不同而造成的，我們可以根據音色不同，從而區別不同的聲音。三、噪音凡是妨礙人們學習、工作、生活和其它正常活動的聲音都屬於雜訊。雜訊的計量涉及到聲強的單位—分貝了解雜訊的危害，減弱雜訊可以下方面著手：1、在聲源處減弱2、在傳播過程處減弱3、在耳朵處減弱練習在汽車行駛的正前有一座山崖，現在汽車以43.2千米／時的速度行駛，汽車鳴笛2秒後司機聽到回聲，問聽到回聲時，汽車距山崖多遠？（設聲速為340米／秒）解：汽車速度：v=43.2千米／時＝12米／秒聲速v2==340米/秒2秒鍾內汽車前進距離：S1=v1t1聲音通過距離S2＝v2t聽到回聲時，汽車距山崖為：＝（v2-v1）=(340-12)米＝318米答：……第五章光現象一、光的直線傳播定律1．自身能發光的物體是光源。分為自然光源與人造光源。常見的自然光源有：太陽等恆星，螢火蟲、水母、燈籠魚等；常見的人造光源有：發光的電燈、蠟燭、火把、發光的熒光屏等，而象月亮、反光的鏡子、拋光的金屬是靠反射發光，不是光源。2、光在同種均勻介質中和真空中是沿直線傳播的，真空中光速最快是宇宙中最大的速度：3×108m/s=3×105km/s。光在水中的速度是真空中的四分之三，光在玻璃中的速度是真空中的三分之二。3、可用光的直線傳播解釋的現象有：影子的形成、小孔成像、日食、月食的形成、打靶時「三點一線」、激光準直等。小孔成像和影子的形成說明了光是沿直線傳播的。光線：表示光傳播方向的直線，即沿光的傳播路線畫一直線，並在直線上畫上箭頭表示光的傳播方向（光線是假想的，實際並不存在，此方法是模型法）。4．光年是長度單位，表示光在一年內傳播的距離。1光年=9.46×1012千米。二、光的反射5．光射到物體表面被反射回去的現象是光的反射。光的反射分為鏡面反射、漫反射兩種。它們都遵守光的反射定律。6、入射光線和法線的夾角叫入射角。反射光線和法線的夾角叫反射角。過入射點與物體表面垂直的直線叫法線。法線平分反射光線和入射光線的夾角。7．光的反射定律內容是：A、反射光線、入射光線和法線在同一平面，B、反射光線和入射光線分居法線兩側，C、反射角等於入射角。D、光在反射中光路可逆。8．我們能看見發光的物體，是它發出的光進入了我們的眼睛，；我們能看到本身不發光的物體，是因為光射到物體表面發生了反射，它反射的光進入了我們的眼睛；我們能從不同角度看到同一物體，是因為光射到物體表面發射了漫反射。9．平面鏡成像特點有物體經平面鏡成的是虛像，像與物體大小相等，像與物體的連線與鏡面垂直，像於物體到鏡面的距離相等。（成虛像、物、像相對鏡面對稱——正立、等大、等遠。）10、平面鏡成像的原理是:光的反射；11、平面鏡的作用有成像、改變光的傳播方向。平面鏡的應用（1）水中的倒影（2）平面鏡成像（3）潛望鏡。12．凸面鏡對光線有發散作用，凹面鏡對光線有會聚作用。常見的凸面鏡有：汽車的後視鏡、街頭拐彎處的反光鏡等，常見的凹面鏡有：手電筒的反光裝置、太陽灶等。三、光的折射13．光從一種介質斜射入另一種介質時，傳播方向發生偏折，這種現象叫光的折射。折射光線和法線的夾角叫折射角。光從空氣斜射入水或其他透明介質中時，折射光線靠近法線，折射角小於入射角。光從水或其他透明介質斜射入空氣中時，折射光線遠離法線，折射角大於入射角。（空氣中角度較大）14.光的折射規律：A、折射光線、入射光線和法線在同一平面上；B、折射光線和入射光線分居法線兩側；C、光從空氣斜射入某透明介質時，折射角小於入射角，光從某透明介質斜射入空氣中時，折射角大於入射角，D、當光線垂直射向介質表面時，傳播方向不變。E、光在折射時光路可逆。15．生活中：由岸邊向水中看，虛像比實際池底位置高，由水中向岸上看虛像比實際物體高等成因都是光的折射現象。例：我們看到水中的魚，實際是由於光的折射形成的魚的虛象，比魚的實際位置高。潛水員潛入水中看到岸上的物體，比實際的物體高。即從空氣中看水中的物體，物體變小（淺），從水中看空氣中的物體，物體變大（高）了。常見的折射現象還有：海市蜃樓水中筷子彎折群星閃爍早晨看到的是太陽的虛像等四、光的色散16、白光是一種復色光，將復色光分解成單色光的現象叫光的色散。彩虹的形成就是因為光的色散。17、太陽光通過三棱鏡分解成七種色光，色光向三菱鏡的底邊偏折。色光的三原色是紅、綠、藍，顏料的三原色是紅、黃、藍。18．棱鏡可以把太陽光分解成紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫幾種不同顏色的光，把它們按這個順序排列起來就是光譜，在光譜上紅光以外人眼看不見的能量的輻射是紅外線，在光譜的紫端，人眼看不見的光是紫外線。19．紅外線主要作用是熱作用強，各種物體吸收紅外線後溫度升高，紅外線穿透雲霧的能力強，利用靈敏的紅外探測器吸收物體發出的紅外線，再利用電子儀器對吸收的信號進行處理，可以顯示被測物體的形狀、特徵，這就是紅外遙感。其他應用：紅外線夜視儀、熱譜圖、遙控器。20．紫外線主要特性是化學作用強、生理作用強、能使熒光物質發光，紫外線能殺菌消毒。紫外線能使熒光物質發光，可進行防偽，鑒別古畫，並可用紫外線攝影。紫外線可以幫助人體合成維生素D，維生素D可以幫助人體對鈣的吸收，預防骨質疏鬆病。太陽的紫外線大部分被大氣上部的臭氧層吸收。21、透明物體的顏色由透過它的色光決定；不透明物體的顏色由它反射的色光決定。22.天空呈現藍色、汽車霧燈選用黃燈、清潔工穿黃色的工作服等都是因為光的散射。23、折射現象中所成的像都是虛像。第六章常見的光學儀器一、透鏡及其實例1:透鏡:至少有一個面是球面的一部分的透明玻璃元件（要求會辨認）凸透鏡:中間厚、邊緣薄的透鏡，如：遠視鏡片，照相機的鏡頭、投影儀的鏡頭、放大鏡等等；凹透鏡:中間薄、邊緣厚的透鏡，如：近視鏡片；2、基本概念：主光軸：過透鏡兩個球面球心的直線，用CC/表示；光心：通常情況下位於透鏡的幾何中心；用「O」表示。焦點：平行於凸透鏡主光軸的光線經凸透鏡後會聚於主光軸上一點，這點叫焦點；用「F」表示。焦距：焦點到光心的距離（通常由於透鏡較厚，焦點到透鏡的距離約等於焦距）焦距用「f」表示。注意：凸透鏡和凹透鏡都各有兩個焦點，凸透鏡的焦點是實焦點，凹透鏡的焦點是虛焦點；3、三條特殊光線（要求會畫）4、粗略測量凸透鏡焦距的方法：使凸透鏡正對太陽光（太陽光是平行光，使太陽光平行於凸透鏡的主光軸），下面放一張白紙，調節凸透鏡到白紙的距離，直到白紙上光斑最小、最亮為止，然後用刻度尺量出凸透鏡到白紙上光斑中心的距離就是凸透鏡的焦距。5、辨別凸透鏡和凹透鏡的方法：結構角度：用手摸透鏡，中間厚、邊緣薄的是凸透鏡；中間薄、邊緣厚的是凹透鏡；對光的作用角度：讓透鏡正對太陽光，移動透鏡，在紙上能的到較小、較亮光斑的為凸透鏡，否則為凹透鏡；成像的角度：用透鏡看字，能讓字放大的是凸透鏡，字縮小的是凹透鏡；6、照相機：鏡頭是凸透鏡；物體到透鏡的距離（物距）大於二倍焦距，成的是倒立、縮小的實像；投影儀：投影儀的鏡頭是凸透鏡，作用是成倒立、放大的實像；投影儀的平面鏡的作用是改變光的傳播方向；物體到透鏡的距離（物距）小於二倍焦距，大於一倍焦距，成的是倒立、放大的實像；放大鏡：放大鏡是凸透鏡；放大鏡到物體的距離（物距）小於一倍焦距，成的是放大、正立的虛像；註：要讓物體更大，放大鏡要靠近物體。二:探究凸透鏡的成像規律：1:器材：凸透鏡、光屏、蠟燭、光具座（帶刻度尺）、火柴2:注意事項：蠟燭的焰心、透鏡的光心、光屏的中心在同一水平面上；又叫「三心等高」，目的是為了燭焰所成的像在光屏的中央。3:凸透鏡成像的規律（要求熟記、並理解）：成像條件物距（u）成像的性質像距（v）應用U＞2f倒立、縮小的實像f＜v＜2f照相機U=2f倒立、等大的實像v=2f實像大小的分界點f＜u＜2f倒立、放大的實像v＞2f投影儀、幻燈機U=f不成像成像正倒,虛實的分界點0＜u＜f正立、放大的虛像V＞f放大鏡口訣：一焦分虛實、二焦分大小；虛像同側正，實像異側倒；越近焦點像越大。4：能夠畫出物體處在不同區間所成像的光路圖。（作業本畫過）注意：實像是由實際光線會聚而成，在光屏上可呈現，可用眼睛直接看，所有光線必過像點；虛像不能在光屏上呈現，但能用眼睛看，由光線的反向延長線會聚而成；注意：凹透鏡始終成縮小、正立的虛像；三、眼睛與眼鏡1.眼睛的晶狀體相當於凸透鏡；視網膜相當於光屏（膠卷）；瞳孔相當於光圈；眼瞼相當於快門。2.近視眼與矯正:原因是晶狀體太厚,折光能力太強,或眼球前後方向上過長,因此遠處某點射來的光會聚在視網膜前,到達視網膜時已不是一點而是一個模糊的光斑了,從而看不清遠處的物體,需戴凹透鏡調節;3.遠視眼與矯正:原因是晶狀體太薄,折光能力太弱,或眼球前後方向上過短,因此近處某點射來的光會聚在視網膜後,在視網膜上是一個模糊的光斑,從而看不清近處的物體,需戴凸透鏡調節；4.正常眼睛近點是10cm；遠點是無限遠；明視距離是25cm。近視眼近點變短，遠視眼變長。四:顯微鏡和望遠鏡；1、顯微鏡由目鏡和物鏡組成，物鏡成倒立、放大的實像、目鏡相當於放大鏡，它們使物體兩次放大；2、望遠鏡由目鏡和物鏡組成，物鏡使物體成縮小、倒立的實像，目鏡相當於放大鏡，成放大的像；3、視角不僅與物體的大小有關，還和物體到眼睛的距離有關。4、望遠鏡的物鏡比瞳孔大得多，這樣可以會聚的光，使得所成的像更加明亮。5、天文望遠鏡還常用凹面鏡作物鏡。

⑥ 氣相色譜和液相色譜微型化中的問題

目前分析儀器微型化的浪潮洶涌澎湃,人們以極大的熱情投入到這個浪潮中。從世界各地的實驗室里出現的原理型樣機看上去是如此的微小、簡潔和令人驚詫,有如此多的加工工藝可以應用在微型器件的加工和組合上從非常昂貴的、在超凈房間才能使用的精密儀器設備和工藝到土法上馬、在普通房間就能操作的加工手段。它的前景是那樣的誘人,引無數英雄一試身手。
在色譜儀器微型化過程中,尺寸的縮小不僅要考慮材料的性質和製造上的可能,還要從原理上考慮尺寸縮小後所帶來的一系列問題。這些問題包括:
(1) 分離系統中被分配的分子個數是否大於106 ,因為只有大於106 才能得到符合統計結果的數據;
(2) 因分離通道尺寸縮小,自然提高了單位柱長的效率,但是總長度的減少可能使總分離效能遠低於常規儀器;
(3) 對於質量敏感型檢測器,經過分離柱後單位時間內到達檢測器的分子個數是否滿足檢測原理所要求的最小數目;
(4) 對於濃度型檢測器,到達檢測池的分子數目是否能滿足符合統計規律的分子數目;
(5) 檢測微區內的外加能量密度是否超過被檢測分子所能承受的極限;
(6) 微量流動相的輸送與控制;
(7)因材料尺寸的縮小,表面層氧化或腐蝕對器件功能的影響。最後,色譜儀器微型化所帶來的好處不僅僅是單位長度分離效率的提高,而是總分離能力的保持甚至提高;不僅僅是分離系統或某個部件的微型化,而是整體的微型化;不僅僅是質量靈敏度的提高,而是濃度靈敏度的保持或提高;不僅僅是能量和物質的低消耗,而是使用的方便和友好;不僅僅是整體尺寸的縮小,更重要的是整機的穩定性和可靠性的提高!

下面分別討論上述7 個問題:
(1) 色譜分離的基本原理是有符合統計規律數目的分子群經過不斷的兩相分配和分子碰撞,利用其分配系數的差異來達到分離的目的。這是一個宏觀參數。當分子數目低於這個數目時,就會偏離統計規律而出現所謂的漲落現象。分子數目越少,漲落現象越嚴重。當分子數目低於103個時,已沒有準確的色譜保留規律,因此也就失去了宏觀意義下的分離規律。一般地,保證符合統計規律的分子數目是106 個。
例如內徑30 μm 的填充毛細管液相色譜(μ2HPLC)柱或毛細管電泳柱,若分別保持10 萬/ m 和40 萬/ m 的分離柱效,直接進樣時不過載的進樣量分別為40 pL (1 pL =10 - 12 L) 和115 pL ,分子總數分別是112 ×1012～112 ×1014和415 ×1010～415 ×1012。樣品中含量低至1～0. 01μL/ L (對μ2HPLC) 或低至20～0. 2μL/ L (對CE) 的組分就不能滿足106個分子的數目要求,分離過程中就會出現上述問題。所以,上述分離系統對濃度高於這個指標的樣品分離時可以有重復的保留時間。如果考慮檢測方面的限制[參見下述的(3)和(4) > ,痕量分析中用粗內徑的填充色譜柱總是優於微型色譜柱。
為了能進行痕量分析,微型分離分析系統往往採用樣品預濃縮技術以補償濃度靈敏度的不足。但為此而發展的技術也同樣適用於常規分離分析系統,同樣可以提高常規儀器的靈敏度,除非樣品量受到嚴格限制。
(2) 45年前的色譜柱理論已經指出,毛細管開口柱的內徑越小,或填充柱的填料粒度越小,色譜柱的分離效率就越高。毛細管電泳亦然,只是理論上有些不同,如有散熱問題和塞子流型的特點。微型化中普遍採用的細內徑分離柱並不是微型儀器的專利,所能達到的高柱效也不是最近才認識到的。如果在現有常規儀器中使用這種等效內徑的色譜柱,再適當改進進樣技術和檢測器,就會有與微型色譜或晶元電泳同樣的單位柱長的柱效,同時還可以有極高的總分離效能,因為常規儀器中分離柱的長度很少受限,而高的分離效能才是真正有意義的。所以,微型色譜和晶元毛細管電泳用短分離柱而有快速分離的特點,並不是它真正的優點,因為用同樣尺寸的分離柱可以分別在常規色譜和毛細管電泳上實現同樣的效果。用現有的思維模式來進行的色譜儀器微型化,導致了使用短分離柱,而且所有的應用例子都是用極簡單的樣品,這是因為這樣的微型化儀器的總分離效能太低。
(3) 質量型檢測器的響應值與單位時間內進入檢測器的樣品分子數成正比。分離柱的樣品容量與柱內徑的3 次方(毛細管開口柱)或平方(填充柱) 成正比。例如氣相色譜FID 檢測器,用內徑50μm 的毛細管柱只能分析樣品中含量為011 %(1 000ppm)以上的組分;而用內徑530μm 的毛細管柱能分析樣品中含量為3 ×10 - 7 (013 ppm) 以上濃度的組分,相差3000倍。雖然細內徑色譜柱的譜帶寬度(表現為色譜峰寬度)比粗內徑色譜柱的窄,能增加單位時間內的分子數目,但它是與柱徑的平方根(本質上是柱效的平方根關系)成正比;與柱容量的減少比,仍然虧215 次方。離子化檢測器和熒光檢測器都是質量型的,離子化效率一般在10 - 5～10 - 3,熒光產率一般在10 - 3 ,所以單位時間內進入檢測器的分子數目必須大於50 ×103～50 ×105,具體數值取決於檢測器的性能。用濃度型檢測器會極大地改善這種狀
況,因為響應值主要與目標組分的濃度有關。
特殊的質量型檢測器,如具有單分子檢測能力的激光誘導熒光檢測器和熱透鏡檢測器等,已用於CE和μ2HPLC。但是他們絕對不是微型化的設備,也不是一台色譜儀或電泳儀的價格所能買到的。
在痕量分析中,用直接進樣方式和質量型檢測器時,常規色譜總是優於微型色譜。
(4) 從宏觀上講,濃度型檢測器的響應值與進入檢測池內樣品分子的總數無關,而只與樣品分子和流動相分子數的比值有關。例如,用50μm 和530μm內徑的毛細管柱和池體積為012μL的熱導檢測器(μ2TCD) 檢測,最小檢出濃度分別為2 ×10 - 5(體積分數) 和2 ×10 - 6 (體積分數) ,僅差10 倍。而後者單位時間內進入檢測池中的分子數目比前者多3×103倍。所以微型色譜和微型流動分析儀器中用濃度型檢測器有利。但是這個理論是有限度的。如在CE 和μ2HPLC中,當分離柱內徑≤75μm、塔板高度≤10μm 時,要求檢測池體積在nL 級(10 - 8～10 - 9L),用吸收光譜檢測器(濃度型檢測器)時,上述理論不再成立。因為從微觀看,檢測的原理是利用樣品分子的某種特性,當分子數目不滿足檢測原理所要求的統計數目時,表現為雜訊信號。所以在上述的微型分離系統中,最小檢出濃度是很高的,遠不如常規分離系統的低。
就檢測器本身而言,微型化會影響它的響應靈敏度。如氣相色譜用的熱導檢測器,由於給定氣體的熱導率與通道的壁間距( d) 有關,特別是在d ≤015 mm 時,熱導率隨d的減小而呈幾何增加,因此微型化使熱導檢測器的靈敏度有大幅度提高。所以,微型化研究應選擇那些在原理上有利於保持或提高靈敏度的檢測器,或者研究那些有極高檢測靈敏度的檢測器微型化問題,如激光誘導熒光檢測器。
(5) 檢測微區內的外加能量問題。任何檢測原理和技術都是依賴樣品分子與外加能量的相互作用而產生的物理信號。由於檢測微區達到μm級,而作用到微區的光或電磁波強度往往比常規檢測器高幾倍到幾萬倍,以此彌補因樣品分子數減少而損失的信號2雜訊比值。例如,吸收光譜檢測器或熒光光譜檢測器等常規檢測器的光斑直徑在500～1000μm ,而μ2HPLC 或μ2CE 的檢測器光斑直徑僅有30μm ,甚至5μm,但所用的光源功率往往是相同的,經過聚焦,達到檢測區的光強度提高了3個數量級甚至更高。在這樣小的微區內,如此高的光強度會產生如下問題:液體汽化、熒光物質「漂白」、被檢測分子變性、響應非線性等。
(6) 微量流動相的輸送與控制。在儀器的微型化中,因為氣相色譜的載氣流量以10 mL/min到011mL/ min計,液相色譜流動相流量以50μL/min到0105μL/min計。特別是液相色譜儀的微流量輸液泵,更是微型化的關鍵難題。用分流的方法解決用常規裝置實現微流量調控只是權宜之計;同樣,通過改裝常規檢測器來適應微型儀器也是很牽強的。例如,由於動態密封的微滲漏,現有的機械/電子式氣體流量控制閥幾乎不能對1 mL/ min的流量有1 %的控制精度;現有的液相高壓輸液系統也不能對015μL/ min的流量有3%的控制精度。而上述精度都是微型色譜儀所需要的。所以,只有從原理上、材料上、技術工藝上和工程上都重新研究和設計,才能有真正意義上的微型化。
(7) 因所用材料質量的微小,表面層氧化或腐蝕對器件功能的影響遠大於常規色譜儀器。例如熱導檢測器(TCD)中的敏感熱絲,常規的直徑在100μm ,而微型化的熱敏層厚度僅有幾個μm 甚至1μm,所以必須解決熱敏層老化或腐蝕的難題。再比如微型化的電化學檢測器,電極厚度在10 - 1μm 量級,而常規的在102μm量級,兩者相差幾百倍。所以,微型化的器件必須解決耐腐蝕和老化問題,才能成為實用化的器件,而不僅僅是展品或樣機。

此外,對於二維分離系統,分離效率決不是簡單的第1 根柱效(N1) ×第2 根柱效( N2),而是與柱的選擇性有直接關系。當某一對組分在其中一維上不能達到徹底分離時,往往在另一維上的分離度也為零。所以真正有意義的二維分離系統必須是:同系列化合物的目標組分對必須在某一維上達到徹底分離,而不同維擔當分離不同族化合物的任務。

在設計構思上,微型化不僅是簡單尺寸的縮小,其本質上的進步是在解決原理性難題的過程中不斷的創新。

不論從科學上還是實用上,片面追求分離系統的微小化而忽視檢測靈敏度和檢測濃度范圍的問題;追求單位柱長分離效率的提高和快速檢測而忽視實際樣品分離對總柱效的要求;追求進樣區和分離柱的微小化而忽視其可操作性和檢測設備的微型化,是目前微型化研究的誤區。從戰略上講,整體微型化的難點問題是分析化學微型化發展的基本難題,雖然有時解決這些問題不是分析化學學科領域的事,但是因為其他學科沒有遇到這類問題,致使這些問題成為游離於所有學科的、但是又需要多學科交叉才能解決的科學和技術難題。所以,微型化不是簡單的分析化學問題,而是分析化學與材料學、流體力學、電磁學、微加工技術和工藝、電子學、生化和有機化學等學科的交叉,是能夠在本質上推動分析化學發展的年輕的學科。

⑦ 分子影像學的衍生產品

分子影像產品的研究與發展，是伴隨著分子影像成像理論和成像演算法的發展而逐步發展的。在熒游標記的分子成像方面，目前世界上僅有少數實驗室研製成功可以對小動物進行跟蹤性在體熒光斷層分子影像的系統，並接連在Nature/Science上發表一系列突破性研究進展。
近年來，國外某些公司改進了現有的體外熒光成像技術，發展出適用於動物體內的成像系統。熒光發光是通過激發光激發熒光基團到達高能量狀態，而後產生發射光。常用的有綠色熒光蛋白(GFP)、紅色熒光蛋白(DsRed)及其他熒光報告基團，標記方法與體外熒光成像相似。熒光成像具有費用低廉和操作簡單等優點。同生物發光在動物體內的穿透性相似，紅光的穿透性在體內比藍綠光的穿透性要好得多，近紅外熒光為觀測生理指標的最佳選擇。現有技術採用不同的原理，盡量降低背景信號，獲取機體中熒光的准確信息。目前以精諾真公司採用的光譜分離技術和GE-ART 公司的時域(time-domain, TD)光學分子成像技術為熒光成像為主要代表，此外，KODAK公司的光學分子影像設備也佔有一定的市場份額。
Xenogen的IVIS系統可檢測波長范圍400-950nm的熒光，通過六塊不同的激發光濾鏡獲得所需的特定激發光波長。光線通過第二塊藍色漂移背景光濾鏡(blue-shifted background filters)，使得初始的激發光產生輕微的藍色漂移。以不同波長的激發光，在不激發熒光報告基團時激發組織的自發熒光，從而將靶信號與背景光區分開，消除自發熒光。分子成像過程中，光子在組織中有很強的散射性。通過觀測發射光子從散射介質中通過的時間而將靶點信號與背景信號區分開，獲得滿意的效果，這就是時域光學分子成像技術(time domain optical imaging, TDOI)。以GE 公司的時域光學分子成像為例，是用直徑1mm的細束狀脈沖激光逐點掃描被檢動物。用光電倍增管記錄熒光強度，最後用電腦將數據復原得到圖像。依據熒光發光點在生物體內深度的不同，從而到達光電倍增管時間的不同來測定熒光點的深度。深度辨別在評定腫瘤生長、分布及轉移等方面具有重要的作用。組織的散射也可能提示疾病或生理過程的其他信息，例如癌細胞及周圍組織在散射性質方面表現出不同的差異。利用時域光學分子成像時，由於激光直徑僅為1mm，掃描的速度受到影響。對於大面積被檢物或整體動物而言，則需要相當長的檢測時間。所以文獻報道這種技術一般只用於動物的局部成像。而且由於激光成像的單波段特性，不同的熒光物質需要不同的激發光源，儀器操作及信號分析也相當復雜。下面就以Xenogen、KODAK和GE-ART三家公司的代表性產品為例，具體分析各種儀器的優缺點。
調研分析
●精諾真體內可見光成像系統----Xenogen
以Xenogen公司的IVIS Imaging System 200系列體內可見光成像系統為例：
特點：IVIS Imaging System 200系列可以做激發熒光和自發熒光斷層成像，可實現三維熒光光源的重建。它的探測深度為：顱內可達3-4cm，解析度為1-3mm。
缺陷：若體內有兩個光源信號，體外探測器探測到的將是兩個光源信號的疊加，從而導致重建光源位置與實際光源位置偏差較大；隨著體內光源位置深度的增加，重建光源誤差將隨之增大；光源重建過程中假定整個生物組織內部是均勻介質，不能很好的對光源進行成像，光源的位置以及大小誤差較大。
●KODAK高性能數碼成像系統----KODAK
以KODAK公司的Image Station in-Vivo FX成像系統為例：
特點：僅能進行二維成像，解析度僅為cm級。
缺陷：不能進行三維成像，故不能精確顯示體內熒光光源的深度，這是該系統的致命缺陷；系統解析度較低。
●小動物光學分子成像系統----GE
以GE Healthcare通用電氣醫療集團的eXplore Optix小動物光學分子成像系統為例：
特點：該設備是激發熒光成像設備，光源重建過程是時域重建與動物輪廓像的後期融合。它的探測深度：靈敏度高的時候，為1.5-2cm；靈敏度低的時候，為3-4cm。解析度為0.5-3mm。在體模表面下方5-9mm處，eXplore Optix可探測1nm的熒光信號(670nm激發信號，700nm發射信號)，並能對濃度和深度進行精確恢復。此外，該設備還能進行熒光壽命的探測。
缺陷：該設備僅能實現激發熒光斷層成像，重建方法是採用的時域重建而非連續波方法，故不能實現自發熒光斷層成像；光源的2D深度和濃度重建，而不是3D。
綜上所述，雖然國外已經做出了光學分子成像設備，但在不同程度上還是有著一定的缺陷，這為我們研製開發擁有自主知識產權的光學分子成像設備或原型系統帶來了契機。
成像設備的研製
國內，清華大學、天津大學等科研單位正在研製激發熒光斷層成像原型系統。截止到目前為止，國內還沒有擁有自主知識產權的光學分子成像設備。在綜合上述三種國外光學分子成像設備的優點並對缺陷進行了改進之後，我們構建了BLT原型系統。該系統包括熒光信號採集裝置、圖像信號預處理模塊以及計算機系統，可以完成自發熒光斷層成像。我們搭建的BLT原型系統與國外的光學分子成像設備相比，主要優勢將體現在：
該系統能進行自發熒光斷層成像，可以對體內熒光光源進行精確的定位並能准確探測熒光強度，同時還可以完成生物組織光學特性的在體測量
該系統的性能指標達到國際水平，部分超過國際水平。本系統重點解決的是非均勻介質生物組織體內的熒光光源重建問題，故能精確地對熒光光源進行成像，與真實光源相比較，重建光源的位置以及大小誤差不大。

⑧ 誰發明了X射線

[編輯本段]概述波長介於 紫外線 和 γ射線 間的 電磁輻射 。由德國物理學家W.K.倫琴[3]於1895年發現，故又稱倫琴射線。波長小於0.1埃的稱超硬X射線，在0.1～1埃范圍內的稱硬X射線，1～10埃范圍內的稱軟X射線。實驗室中X射線由X射線管產生，X射線管是具有陰極和陽極的真空管，陰極用鎢絲製成，通電後可發射熱電子，陽極（就稱靶極）用高熔點金屬製成（一般用鎢，用於晶體結構分析的X射線管還可用鐵、銅、鎳等材料）。用幾萬伏至幾十萬伏的高壓加速電子，電子束轟擊靶極，X射線從靶極發出。電子轟擊靶極時會產生高溫，故靶極必須用水冷卻，有時還將靶極設計成轉動式的。 [編輯本段]歷史早期X射線重要的研究者有Ivan Pului教授、威廉·克魯克斯爵士、約翰·威廉·希托夫、Eugene Goldstein、海因里希·魯道夫·赫茲、菲利普·萊納德、亥姆霍茲、尼古拉·特斯拉、愛迪生、Charles Glover Barkla、馬克思·馮·勞厄和威廉·康拉德·倫琴。
物理學家希托夫觀察到真空管中的陰極發出的射線。當這些射線遇到玻璃管壁會產生熒光。1876年這種射線被Eugene Goldstein命名為"陰極射線" 。隨後，英國物理學家克魯克斯研究稀有氣體里的能量釋放，並且製造了克魯克斯管。這是一種玻璃真空管，內有可以產生高電壓的電極。他還發現，當將未曝光的相片底片靠近這種管時，一些部分被感光了，但是他沒有繼續研究這一現象。1887年4月，尼古拉·特斯拉開始使用自己設計的高電壓真空管與克魯克斯管研究X光。他發明了單電極X光管，在其中電子穿過物質，發生了現在叫做韌致輻射的效應，生成高能X光射線。1892年特斯拉完成了這些實驗，但是他並沒有使用X光這個名字，而只是籠統成為放射能。他繼續進行實驗，並提醒科學界注意陰極射線對生物體的危害性，並他沒有公開自己的實驗成果。1892年赫茲進行實驗，提出陰極射線可以穿透非常薄的金屬箔。赫茲的學生倫納德進一步研究這一效應，對很多金屬進行了實驗。亥姆霍茲則對光的電磁本性進行了數學推導。
1895年11月8日德國科學家倫琴開始進行陰極射線的研究。1895年12月28日他完成了初步的實驗報告「一種新的射線」。他把這項成果發布在 維爾茨堡's Physical-Medical Society 雜志上。為了表明這是一種新的射線，倫琴採用表示未知數的X來命名。很多科學家主張命名為倫琴射線，倫琴自己堅決反對，但是這一名稱仍然有人使用。1901年倫琴獲得諾貝爾物理學獎。
1895年愛迪生研究了材料在X光照射下發出熒光的能力，發現鎢酸鈣最為明顯。1896年3月愛迪生發明了熒光觀察管，後來被用於醫用X光的檢驗。然而1903年愛迪生終止了自己對X光的研究。因為他公司的一名玻璃工人喜歡將X光管放在手上檢驗，得上了癌症，盡管進行了截肢手術仍然沒能挽回生命。1906年物理學家貝克勒耳發現X射線能夠被氣體散射，並且每一種元素有其特徵X譜線。他因此獲得了1917年諾貝爾物理學獎。
在20世紀80年代，X射線激光器被設置為羅納德·里根總統的戰略主動防禦計劃的一部分。然而對該裝置（一種類似激光炮，或者死亡射線的裝置，由熱核反應提供能量）最初的、同時也是僅有的試驗並沒有給出結論性的結果。同時，由於政治和技術的原因，整體的計劃（包括X射線激光器）被擱置了（然而該計劃後來又被重新啟動——使用了不同的技術，並作為布希總統國家導彈防禦計劃的一部分）。
在20世紀90年代，哈佛大學建立了Chandra X射線天文台，用來觀測宇宙中強烈的天文現象中產生的X射線。與從可見光觀測到的相對穩定的宇宙不同，從X射線觀測到的宇宙是不穩定的。它向人們展示了恆星如何被黑洞絞碎，星系間的碰撞，超新星和中子星（that build up layers of plasma that then explode into space）。 [編輯本段]特點X射線的特徵是波長非常短，頻率很高，其波長約為（20～0.06）×10-8厘米之間。因此X射線必定是由於原子在能量相差懸殊的兩個能級之間的躍遷而產生的。所以X射線光譜是原子中最靠內層的電子躍遷時發出來的，而光學光譜則是外層的電子躍遷時發射出來的。X射線在電場磁場中不偏轉。這說明X射線是不帶電的粒子流，因此能產生干涉、衍射現象。
X射線譜由連續譜和標識譜兩部分組成 ，標識譜重疊在連續譜背景上，連續譜是由於高速電子受靶極阻擋而產生的 軔致輻射 ，其短波極限λ 0 由加速電壓V決定：λ 0 = hc /( ev )為普朗克常數， e 為電子電量， c 為真空中的光速。標識譜是由一系列線狀譜組成，它們是因靶元素內層電子的躍遷而產生，每種元素各有一套特定的標識譜，反映了原子殼層結構 。同步輻射源可產生高強度的連續譜X射線，現已成為重要的X射線源。
X射線具有很高的穿透本領，能透過許多對可見光不透明的物質，如墨紙、木料等。這種肉眼看不見的射線可以使很多固體材料發生可見的熒光，使照相底片感光以及空氣電離等效應，波長越短的X射線能量越大，叫做硬X射線，波長長的X射線能量較低，稱為軟X射線。當在真空中，高速運動的電子轟擊金屬靶時，靶就放出X射線，這就是X射線管的結構原理。 [編輯本段]分類放出的X射線分為兩類：
（1）如果被靶阻擋的電子的能量，不越過一定限度時，只發射連續光譜的輻射。這種輻射叫做軔致輻射，連續光譜的性質和靶材料無關。
（2）一種不連續的，它只有幾條特殊的線狀光譜，這種發射線狀光譜的輻射叫做特徵輻射，特徵光譜和靶材料有關。 [編輯本段]應用醫用診斷X線機 醫用X線機醫學上常用作輔助檢查方法之一。臨床上常用的x線檢查方法有透視和攝片兩種。透視較經濟、方便，並可隨意變動受檢部位作多方面的觀察，但不能留下客觀的記錄，也不易分辨細節。攝片能使受檢部位結構清晰地顯示於x線片上，並可作為客觀記錄長期保存，以便在需要時隨時加以研究或在復查時作比較。必要時還可作x線特殊檢查，如斷層攝影、記波攝影以及造影檢查等。選擇何種x線檢查方法，必須根據受檢查的具體情況，從解決疾病（尤其是骨科疾病[1]）的要求和臨床需要而定。x線檢查僅是臨床輔助診斷方法之一。
工業中用來探傷。長期受X射線輻射對人體有傷害 。X射線[2]可激發熒光、使氣體電離、使感光乳膠感光，故X射線可用電離計、閃爍計數器和感光乳膠片等檢測。晶體的點陣結構對X射線可產生顯著的衍射作用，X射線衍射法已成為研究晶體結構、形貌和各種缺陷的重要手段。 [編輯本段]發現1895年11月8日是一個星期五。晚上，德國慕尼黑伍爾茨堡大學的整個校園都沉浸在一片靜悄悄的氣氛當中，大家都回家度周末去了。但是還有一個房間依然亮著燈光。燈光下，一位年過半百的學者凝視著一疊灰黑色的照相底片在發呆，彷彿陷入了深深的沉思……
他在思索什麼呢？原來，這位學者以前做過一次放電實驗，為了確保實驗的精確性，他事先用錫紙和硬紙板把各種實驗器材都包裹得嚴嚴實實,並且用一個沒有安裝鋁窗的陰極管讓陰極射線透出。可是現在，他卻驚奇地發現，對著陰極射線發射的一塊塗有氰亞鉑酸鋇的屏幕(這個屏幕用於另外一個實驗)發出了光.而放電管旁邊這疊原本嚴密封閉的底片，現在也變成了灰黑色—這說明它們已經曝光了！
這個一般人很快就會忽略的現象，卻引起了這位學者的注意，使他產生了濃厚的興趣。他想：底片的變化，恰恰說明放電管放出了一種穿透力極強的新射線，它甚至能夠穿透裝底片的袋子！一定要好好研究一下。不過—既然目前還不知道它是什麼射線，於是取名「X射線」。
於是，這位學者開始了對這種神秘的X射線的研究。
他先把一個塗有磷光物質的屏幕放在放電管附近，結果發現屏幕馬上發出了亮光。接著，他嘗試著拿一些平時不透光的較輕物質—比如書本、橡皮板和木板—放到放電管和屏幕之間去擋那束看不見的神秘射線，可是誰也不能把它擋住，在屏幕上幾乎看不到任何陰影，它甚至能夠輕而易舉地穿透15毫米厚的鋁板！直到他把一塊厚厚的金屬板放在放電管與屏幕之間，屏幕上才出現了金屬板的陰影—看來這種射線還是沒有能力穿透太厚的物質。實驗還發現,只有鉛板和鉑板才能使屏不發光,當陰極管被接通時,放在旁邊的照相底片也將被感光,即使用厚厚的黑紙將底片包起來也無濟於事。
接下來更為神奇的現象發生了， 一天晚上倫琴很晚也沒回家，他的妻子來實驗室看他，於是他的妻子便成了在那不明輻射作用下在照相底片上留下痕跡的第一人。 倫琴拍攝的第一張X線片當時倫琴要求他的妻子用手捂住照相底片。當顯影後，夫妻倆在底片上看見了手指骨頭和結婚戒指的影象。
這一發現對於醫學的價值可是十分重要的，它就像給了人們一副可以看穿肌膚的「眼鏡」，能夠使醫生的「目光」穿透人的皮肉透視人的骨骼，清楚地觀察到活體內的各種生理和病理現象。根據這一原理，後來人們發明了X光機，X射線已經成為現代醫學中一個不可缺少的武器。當人們不慎摔傷之後，為了檢查是不是骨折了，不是總要先到醫院去「照一個片子」嗎？這就是在用X射線照相啊！
這位學者雖然發現了X射線，但當時的人們—包括他本人在內，都不知道這種射線究竟是什麼東西。直到20世紀初，人們才知道X射線實質上是一種比光波更短的電磁波，它不僅在醫學中用途廣泛，成為人類戰勝許多疾病的有力武器，而且還為今後物理學的重大變革提供了重要的證據。正因為這些原因，在1901年諾貝爾獎的頒獎儀式上，這位學者成為世界上第一個榮獲諾貝爾獎物理獎的人。
人們為了紀念倫琴，將X射線命名為倫琴射線。 [編輯本段]柏克勒爾的貢獻如果從純粹科學的觀點來看，繼X射線這一重大發現之後，1896年，湯姆生等人又有一個更重要的發現：當這些射線通過氣體時，它們就使氣體變成異電體，在這個研究范圍內，液體電解質的離子說已經指明液體中的導電現象有著類似的機制。在X射線通過氣體以後，再加以切斷，氣體的導電性仍然可以維持一會兒，然後就慢慢地消失了。湯姆生發現，當由於X射線的射入而變成導體的氣體，通過玻璃綿或兩個電性相反的帶電板之間時，其導電性就消失了。這就說明，氣體之所以能夠導電，是由於含有荷電的質點，這些荷電的質點一旦與玻璃綿或帶電板之一相接觸，就放出電荷。
從這些實驗可以明白，雖然離子是液體電解質中平常而永久的構造的一部分，但是，在氣體中，只有X射線或其他電離劑施加作用時才會產生離子。如果順其自然，離子就會漸漸重新結合乃至最終消失。玻璃面的表面很大，可能吸收離子或幫助離子重新結合。如果外加的電動勢相當高，便可以使離子一產生出來就馬上跑到電極上去，因而電動勢再增高，電流也不能再加大。
倫琴的發現還開創了另一研究領域，即放射現象的領域。既然X射線能對磷光質發生顯著的效應，人們很自然地就會提出這樣的問題，這種磷光質或其他天然物體，是否也可以產生類似於X射線那樣的射線呢？在這一研究中首先獲得成功的是法國物理學家亨利·柏克勒爾。
柏克勒爾出身於科學世家，他的整個家族一直都在默默地研究著熒光、磷光等發光現象。他的父親對熒光的研究在當時堪稱世界一流水平，提出了鈾化合物發生熒光的詳細機制。柏克勒爾自幼就對物理學相當痴迷，他不止一次地在內心深處宣讀誓言，一定要超出祖父、父親所作出的貢獻，為此，他作出了不知超過常人多少倍的努力。
那一天，當他冒著刺骨的冷風，參觀完倫琴X射線的照片後，他既為倫琴的發現所激動，又為自己的無所建樹而汗顏。他浮想聯翩，猜想X射線肯定與他長期研究的熒光現象有著密切的關系。在19世紀末物理大發現的輝煌樂章中，柏克勒爾註定要演奏主旋律部分了。為了進一步證實X射線與熒光的關系，他從父親那裡找來熒光物質鈾鹽，立即投入到緊張而又有條不紊的實驗中。他十分迫切地想知道鈾鹽的熒光輻射中是否含X射線，他把這種鈾鹽放在用黑紙密封的照相底片上。他在心裡想，黑色密封紙可以避陽光，不會使底片感光，如果太陽光激發出的熒光中含有X射線，就會穿透黑紙使照相底片感光。真不知道密封底片能否感光成功。
1896年2月，柏克勒爾把鈾鹽和密封的底片，一起放在晚冬的太陽光下，一連曝曬了好幾個小時。晚上，當他從暗室里大喊大叫著沖出來的時候，他激動得快要發瘋了，他所夢寐以求的現象終於出現：鈾鹽使底片感了光！他又一連重復了好幾次這樣的實驗，後來，他又用金屬片放在密封的感光底片和鈾鹽之間，發現X射線是可以穿透它們使底片感光的。如果不能穿透金屬片就不是X射線。這樣作了幾次以後，他發現底片感光了，X射線穿透了他放置的鋁片和銅片。這似乎更加證明，鈾鹽這種熒光物質在照射陽光之後，除了發出熒光，也發出了X射線。
1896年2月24日，柏克勒爾把上述成果在科學院的會議上作了報告。但是，大約只過了五六天，事情就出人意料地發生了變化。柏克勒爾正想重做以上的實驗時，連續幾天的陰雨天，太陽躲在厚厚的雲層里，怎麼喊也喊不出來，他只好把包好的鈾鹽連同感光底片一起鎖在了抽屜里。
1896年3月1日，他試著沖洗和鈾鹽一起放過的底片，發現底片照常感光了。鈾鹽不經過太陽光的照射，也能使底片感光。善於留心實驗細節的柏克勒爾一下子抓住了問題的症結。從此，他對自己在2月24日的報告，產生了懷疑，他決心一切推倒重來。
這次，他又增加了另外幾種熒光物質。實驗結果再度表明，鈾鹽使照相底片感光，與是否被陽光照射沒有直接的關系。柏克勒爾推測，感光必是鈾鹽自發地發出某種神秘射線造成的。
此後，柏克勒爾便把研究重心轉移到研究含鈾物質上面來了，他發現所有含鈾的物質都能夠發射出一種神秘的射線，他把這種射線叫做「鈾射線」。
3月2日，他在科學院的例會上報告了這一發現。他是含著喜悅的淚水向與會者報告這一切的。
後來經研究他又發現，鈾鹽所發出的射線，不光能夠使照相底片感光，還能夠使氣體發生電離，放電激發溫度變化。鈾以不同的化合物存在，對鈾發出的射線都沒有影響，只要化學元素鈾存在，就有放射性存在。柏克勒爾的發現，被稱作「柏克勒爾現象」，後來吸引了許多物理學家來研究這一現象。
因研究這一現象而獲得重大發現的是波蘭出生，後來移居法國的女物理學家居里夫人。她挺身而出，沖向研究鈾礦石的最前沿。沒有多久，皮埃爾·居里也加入了妻子的行列。他們不知吃了多少苦頭，才相繼提煉出釙、鐳等放射性元素，引起了全人類的高度重視。
居里夫人也因為這一卓越的研究工作，榮獲了1903年諾貝爾物理學獎，1911年諾貝爾化學獎也授予了她，她成了一生中兩次獲諾貝爾獎的少數科學家之一。
X射線的發現，把人類引進了一個完全陌生的微觀國度。X射線的發現，直接地揭開了原子的秘密，為人類深入到原子內部的科學研究，打破了堅冰，開通了航道

⑨ 什麼是熒光哪些物質可以發熒光熒光顯微鏡的主要組成有哪幾部分與普通光學

熒光，漢語詞語。又作「螢光」，是指一種光致發光的冷發光現象。
熒光物質例如HFP蛋白質，瀝青里的某些成分，就是菠菜裡面也有熒光物質，斑馬魚等，所以熒光顯微鏡在工業，醫學等行業應用都非常廣泛。
熒光顯微鏡有熒光光源發出的光源，經截止片後一部分波長的光經過物鏡照射在物體表面，帶熒光特性的物體或經熒光染料染色後的物體激發出熒光，再經過截止片使能觀察的光波進入目鏡被觀察到。
熒光顯微鏡也是普通顯微鏡加了熒光裝置後的顯微鏡。熒光的波長更短，所以同樣能觀察熒光的物鏡熒光顯微鏡具有更高的解析度。
熒光顯微鏡在免疫熒光中觀察GFP蛋白就是典型的應用案例。