制動輻射 - 科學Online

制動輻射(bremsstrahlung)，又稱剎車輻射，是從德文“bremsem（剎車）” 和“strahlung（輻射）” 兩個字組成。

根據電動力學，當帶電粒子的速度改變時，就 ... Saturday1stJanuary2022 1-Jan-2022 人工智慧 化學 物理 數學 生命科學 生命科學文章 植物圖鑑 地球科學 環境能源 科學繪圖 高瞻專區 第一期高瞻計畫 第二期高瞻計畫 第三期高瞻計畫 綠色奇蹟－中等學校探究課程發展計畫 關於我們 網站主選單 制動輻射(Brakingradiation) 國立臺灣大學物理學系鍾豪 制動輻射(bremsstrahlung)，又稱剎車輻射，是從德文“bremsem（剎車）”和“strahlung（輻射）”兩個字組成。

根據電動力學，當帶電粒子的速度改變時，就會輻射電磁波。

狹義而言，制動輻射專指當高速電子因為受物質內原子核吸引而偏折、減速，所釋放的輻射；廣義而言，泛指所有帶電粒子因速度改變而發出的輻射。

例如同步輻射(synchrotronradiation)、迴旋輻射(cyclotronradiation)都屬於廣義的制動輻射。

如圖一，帶負電的電子受帶正電的原子核吸引，電子速度變慢，向外輻射電磁波。

電子在兩位置的動能差，即為制動輻射的能量。

因為電子的速度是連續變化的，所以制動輻射的頻譜通常也是連續的。

圖一、制動輻射。

（本文作者鍾豪繪） 制動輻射常見於β衰變和X光射線管。

β衰變是放射性原子核向外射出電子束，但同時電子束也被原本的原子核吸引，使得速度略為下降，並放出制動輻射。

X光射線管的原理是將高能電子射向金屬靶，因為碰撞，可將金屬內的電子打至不同的激發態。

不同激發態的電子再降回基態時，便會發出不同的X光。

由於激發態和基態的能量差是固定的，所以這個機制所形成的光譜是不連續的，也就是僅有特定幾個頻率（稱為「特徵頻率」，如圖二所示為兩個不同激發態所造成的譜線）。

但原本的高能電子撞擊金屬靶時，因突然減速，所以也會同時發出制動輻射。

所以X光射線管的光譜具有連續及不連續兩個部份（如圖二）。

圖二、X光射線管光譜。

（本文作者鍾豪繪） 制動輻射對於天文觀測也有重要的價值。

某些星系團的中心存在高溫的星際物質（主要為氫和氦），其溫度大約為一千億K。

因為溫度極高，氫和氦被離子化，大量的自由電子在氫核和氦核間移動。

當自由電子受原子核吸引而減速時，就會發出制動輻射。

該溫度下氫和氦所發出的輻射約在X光波段，可被地球上的望遠鏡所觀察到。

參考文獻 制動輻射｜維基百科。

http://en.wikipedia.org/wiki/Bremsstrahlung BremsstrahlungX-Rays—Hyperphysics.http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/quantum/xrayc.html Tags:betadecay,beta衰變,continuousspectrum,X射線管,X-raytube,連續光譜 前一篇文章下一篇文章 您或許對這些文章有興趣 [影音]CASE【百秒說科學】《改變時空形狀的重力波》 穿隧（通過勢壘） 大約1961年1月：羅倫茲(EdwardLorenz)和蝴蝶效應 【特別報導】2013年諾貝爾獎預測（二）物理獎 【2015年諾貝爾物理獎特別報導】宇宙中的變色龍 【2014諾貝爾物理獎特別報導】藍光─把嶄新的光明帶到世界的角落 偵測到大爆炸微波輻射的研究持續受到質疑 [講座]［探索基礎科學系列講座14］一方程式見宇宙 發表迴響Cancelcommentreply 你的電子郵件位址並不會被公開。

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