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第一篇放射诊疗物理学基础第一章物质的属性与光、电、磁、能量、质量人们很早就接触到光、电和磁的现象，并知道磁棒有南北两极。
最初光学主要是试图回答“人怎么能看见周围的物体”等类问题。
十一世纪阿拉伯人发明制作了凸透镜，16世纪末期荷兰人制造出最早的显微镜。
十七世纪，牛顿进行太阳光的实验，牛顿它能把太阳光分解成简单的组成部分，形成一个颜色按一定顺序排列的光分布——光谱。
根据光的直线传播性，认为光是一种微粒流，微粒从光源飞出来，在均匀介质内遵从力学定律作等速直线运动，发光物体发射出以直线运动的微粒子，微粒子流冲击视网膜就引起视觉，并且用这种观点对折射和反射现象作了解释。
荷兰物理学家惠更斯提出了光的波动说，推导出了光的反射和折射定律，圆满的解释了光速在光密介质中减小的原因，同时还解释了双折射现象；波动是物质运动的重要形式，广泛存在于自然界。
被传递的物理量扰动或振动有多种形式，机械振动的传递构成机械波，电磁场振动的传递构成电磁波（包括光波）等。
物理学上某一物理量的扰动或振动在空间逐点传递时形成的运动称为波。
各种波的共同特性还有：①在不同介质的界面上能产生反射和折射，对各向同性介质的界面，遵守反射定律和折射定律；②通常的线性波叠加时遵守波的叠加原理；③两束或两束以上的波在一定条件下叠加时能产生干涉现象；④波在传播路径上遇到障碍物时能产生衍射现象；⑤横波能产生偏振现象。
在18世纪，发现电荷有两种：正电荷和负电荷。
不论是电荷还是磁极都是同性相斥，异性相吸，作用力的方向在电荷之间或磁极之间的连接线上，力的大小和它们之间的距离的平方成反比。
在这两点上和万有引力很相似。
18世纪末发现电荷能够流动，这就是电流。
十九世纪，奥斯特发现电流可以使小磁针偏转。
而后安培发现作用力的方向和电流的方向，以及磁针到通过电流的导线的垂直线方向相互垂直。
不久之后，法拉第又发现，当磁棒插入导线圈时，导线圈中就产生电流。
这些实验表明，在电和磁之间存在着密切的联系。
★光电效应光电效应是物理学中一个重要而神奇的现象。
在高于某特定频率的电磁波照射下，某些物质内部的电子会被光子激发出来而形成电流，即光生电。
光电现象由德国物理学家赫兹于1887年发现，而正确的解释为爱因斯坦所提出。
科学家们在研究光电效应的过程中，物理学者对光子的量子性质有了更加深入的了解，这对波粒二象性概念的提出有重大影响定律定义光电效应光照射到金属上，引起物质的电性质发生变化。
这类光变致电的现象被人们统称为光电效应（Photoelectric effect）。
光电效应分为光电子发射、光电导效应和阻挡层光电效应，又称光生伏特效应。
前一种现象发生在物体表面，又称外光电效应。
后两种现象发生在物体内部，称为内光电效应。
按照粒子说，光是由一份一份不连续的光子组成，当某一光子照射到对光灵敏的金属(如硒)上时，它的能量可以被该金属中的某个电子全部吸收。
电子吸收光子的能量后，动能立刻增加;如果动能增大到足以克服原子核对它的引力，就能在十亿分之一秒时间内飞逸出金属表面，成为光电子，形成光电流。
单位时间内，入射光子的数量愈大，飞逸出的光电子就愈多，光电流也就愈强，这种由光能变成电能自动放电的现象，就叫光电效应。
赫兹于1887年发现光电效应，爱因斯坦第一个成功的解释了光电效应（金属表面在光辐照作用下发射电子的效应，发射出来的电子叫做光电子）。
光波长小于某一临界值时方能发射电子，即极限波长，对应的光的频率叫做极限频率。
临界值取决于金属材料，而发射电子的能量取决于光的波长而与光强度无关，这一点无法用光的波动性解释。
还有一点与光的波动性相矛盾，即光电效应的瞬时性，按波动性理论，如果入射光较弱，照射的时间要长一些，金属中的电子才能积累住足够的能量，飞出金属表面。
可事实是，只要光的频率高于金属的极限频率，光的亮度无论强弱，电子的产生都几乎是瞬时的，不超过十的负九次方秒。
正确的解释是光必定是由与波长有关的严格规定的能量单位(即光子或光量子)所组成。
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1 光学技术的发展（上）周立伟院士 2 光学技术的发展（下）周立伟院士 3 平面光学组件加工技术曹天宁教授 4 光学溥膜的监控技术卢维强教授 5 大口径精密非球面光学组件制造郝沛明教授 6 非球面技术的发展和应用辛企明教授 7 一种新型的球面非球面加工技术（上）朴承镐教授 8 一种新型的球面非球面加工技术（下）朴承镐教授 9 球面加工技术及批量组件制造新理念吕秉峰专家 10 光学组件的干涉检测技术陈磊教授 11 应力对于精密光学仪器组件可靠性的影响及采取的措施李德培教授 12 照明光学安连生教授 13 光学组件加工过程的防腐稳定技术蔡立教授 14 光学组件的双面加工技术吴雪原高工 15 光学制造工艺及光学加工机械发展张曾杨教授祝商祺。
第四章 材料的导电性能材料的导电性能是材料物理性能的重要组成部分，导体材料在电子及电力工业中得到广泛的应用，同时，表征材料导电性的电阻率是一种对组织结构敏感的参量，所以，可通过电阻分析来研究材料的相变。
本章主要讨论材料的导电机理，影响材料导电因素以及导电性能参数的测量和应用。
还对材料的超导电性能、热电性能以及半导体性能等作简要介绍。
第一节 材料的导电性一、 电阻与导电的基本概念当在材料的两端施加电压V 时，材料中有电流I 流过，这种现象称为导电，电流I 值可用欧姆定律表示，即I = RV (4-1) 式中：R 为材料电阻，其值不仅与材料的性质有关，而且还与其长度L 及截面积S 有关，因此R = ρSL (4-2) 式中：ρ称为电阻率，它在数值上等于单位长度和单位面积上导电体的电阻值，可写为 ρ = R L S(4-3)由于电阻率只与材料本性有关，而与导体的几何尺寸无关，因此评定材料导电性的基本参数是ρ而不是R 。
电阻率的单位为Ω· m (欧·米)。
在研究材料的导电性能时，还常用电导率σ，电导率σ为电阻率的倒数，即σ =1 (4-4) 电导率的单位为Ω-1· m -1。
式（4-3）和式（4-4）表明，ρ 愈小，σ 愈大，材料导电性能就越好。
根据导电性能的好坏，常把材料分为导体、半导体和绝缘体。
导体的ρ 值小于10-2 Ω· m ；绝缘体的ρ值大于1010Ω· m ；半导体的ρ值介于10-2 ~ 1010Ω· m 之间。
虽然物质都是由原子所构成的，但其导电能力相差很大，这种现象与是物质的结构与导电本质有关。
二、导电的物理特性1、载流子电流是电荷在空间的定向运动。
任何一种物质，只要有电流就意味着有带电粒子的定向运动，这些带电粒子称为载流子。
金属导体中的载流子是自由电子，无机材料中的载流子可以是电子（负电子、空穴）、离子（正、负离子，空位）。
载流子为离子或离子空穴的电导称为离子式电导，载流子为电子或电子空穴的电导称为电子式电导。
⾼中化学第9讲络合物（配位化合物）化学基础奥赛辅导讲义位化合物）化学基础奥赛辅导讲义【竞赛要求】配位键。
重要⽽常见的配合物的中⼼离⼦（原⼦）和重要⽽常见的配位（⽔、羟离⼦、卤离⼦、拟卤离⼦、氨分⼦、酸根离⼦、不饱和烃等）。
螯合物及螯合效应。
重要⽽常见的络合剂及其重要⽽常见的配合反应。
配合反应与酸碱反应、沉淀反应、氧化还原反应的联系（定性说明）。
配合物⼏何构型和异构现象基本概念。
配合物的杂化轨道理论。
⼋⾯体配合物的晶体场理论。
Ti(H2O)36的颜⾊。
路易斯酸碱的概念。
【知识梳理】⼀、配合物基本知识1、配合物的定义由中⼼离⼦（或原⼦）和⼏个配体分⼦（或离⼦）以配位键相结合⽽形成的复杂分⼦或离⼦，通常称为配位单元。
凡是含有配位单元的化合物都称作配位化合物，简称配合物，也叫络合物。
3+，3–，Ni(CO)4 都是配位单元，分别称作配阳离⼦、配阴离⼦、配分⼦。
Cl3、K3、Ni(CO)4 都是配位化合物。
、也是配位化合物。
判断的关键在于是否含有配位单元。
思考：下列化合物中哪个是配合物①CuSO4·5H2O②K2PtCl6 ③KCl·CuCl2④Cu(NH2CH2COO)2 ⑤KCl·MgCl2·6H2O ⑥Cu(CH3COO)2注意：①配合物和配离⼦的区别②配合物和复盐的区别2、配合物的组成中⼼离⼦内界单齿配体配位体多齿配体配合物螯合配体外界（1）配合物的内界和外界以SO4为例：2+ SO-2 4内界外界内界是配位单元，外界是简单离⼦。
⼜如K3 之中，内界是3–，外界是K+ 。
可以⽆外界，如Ni(CO)4 。
但不能没有内界，内外界之间是完全电离的。
（2）中⼼离⼦和配位体中⼼离⼦:⼜称配合物的形成体，多为⾦属（过渡⾦属）离⼦，也可以是原⼦。
如Fe3+、Fe2+、Co2+、Ni2+、Cu2+、Co 等，只要能提供接纳孤对电⼦的空轨道即可。
配位体:含有孤对电⼦的阴离⼦或分⼦。
第一章习题1.原子中一个电子的空间位置和能量可用哪四个量子数来决定？2.在多电子的原子中，核外电子的排布应遵循哪些原则？3.在元素周期表中，同一周期或同一主族元素原子结构有什么共同特点？从左到右或从上到下元素结构有什么区别？性质如何递变？4.何谓同位素？为什么元素的相对原子质量不总为正整数？5.铬的原子序数为24，它共有四种同位素：4.31%的Cr原子含有26个中子，83.76%含有28个中子，9.55%含有29个中子，且2.38%含有30个中子。
试求铬的相对原子质量。
6.铜的原子序数为29，相对原子质量为63.54，它共有两种同位素Cu63和Cu65，试求两种铜的同位素之含量百分比。
7.锡的原子序数为50，除了4f亚层之外其它内部电子亚层均已填满。
试从原子结构角度来确定锡的价电子数。
8.铂的原子序数为78，它在5d亚层中只有9个电子，并且在5f层中没有电子，请问在Pt的6s亚层中有几个电子？9.已知某元素原子序数为32，根据原子的电子结构知识，试指出它属于哪个周期？哪个族？并判断其金属性强弱。
10.原子间的结合键共有几种？各自特点如何？11.图1-1绘出三类材料—金属、离子晶体和高分子材料之能量与距离关系曲线，试指出它们各代表何种材料。
12.已知Si的相对原子质量为28.09，若100g的Si中有5×1010个电子能自由运动，试计算：(a)能自由运动的电子占价电子总数的比例为多少？(b)必须破坏的共价键之比例为多少？13.S的化学行为有时象6价的元素，而有时却象4价元素。
试解释S这种行为的原因。
14.A和B元素之间键合中离子特性所占的百分比可近似的用下式表示：这里x A和x B分别为A和B元素的电负性值。
已知Ti、O、In和Sb的电负性分别为1.5，3.5，1.7和1.9，试计算TiO2和InSb的IC%。
15.Al2O3的密度为3.8g/cm3，试计算a)1mm3中存在多少原子？b)1g中含有多少原子？16.尽管HF的相对分子质量较低，请解释为什么HF的沸腾温度(19.4℃)要比HCl的沸腾温度(-85℃)高？17. 高分子链结构分为近程结构和远程结构。
材料结构分析一、名词解释：1、球差：球差是由于电子透镜的中心区域和边沿区域对电子的会聚能力不同而造成的。
电子通过透镜时的折射近轴电子要厉害的多，以致两者不交在一点上，结果在象平面成了一个满散圆斑。
色差：是电子能量不同，从而波长不一造成的2、景深：保持象清晰的条件下，试样在物平面上下沿镜轴可移动的距离或试样超越物平面元件的距离。
焦深：在保持像清晰的前提下，象平面沿镜轴可移动的距离或者说观察屏或照相底板沿镜轴所允许的移动距离3、分辨率：所能分辨开来的物平面上两点间的最小距离，称为分辨距离4、明场像：采用物镜光阑将衍射束挡掉，只让透射束通过获得图像衬度得到的图像。
5、暗场像：用物镜光阑挡住透射束及其余衍射束，而只让一束强衍射束通过光阑所的图像。
中心暗场像：入射电子束相对衍射晶面倾斜角，此时衍射斑将移到透镜的中心位置，该衍射束通过物镜光栏形成的衍衬像称为中心暗场成像。
衬度：试样不同部位由于对入射电子作用不同，经成像放大系统后，在显示装置上显示的强度差异。
6、消光距离：衍射束的强度从0逐渐增加到最大，接着又变为0时在晶体中经过的距离。
7、菊池花样：由入射电子经非弹性不相干散射，失去很少能量，随即入射到一定晶面时，满足布拉格定律，产生布拉格衍射，衍射圆锥与厄瓦尔德球相交，其交线放大后在底片投影出的由亮暗平行线对组成的花样。
8、衍射衬度：由于晶体试样满足布拉格反射条件程度差异以及结构振幅不同而形成的电子图像反差，它仅属于晶体结构物质。
9、双光束条件：假设电子束穿过样品后，除了透射束以外，只存在一束较强的衍射束精确地符合布拉格条件，其它的衍射束都大大偏离布拉格条件。
作为结果，衍射花样中除了透射斑以外，只有一个衍射斑的强度较大，其它的衍射斑强度基本上可以忽略，这种情况就是所谓的双光束条件。
10、电子背散射衍射：当入射电子束在晶体样品中产生散射时，在晶体内向空间所有方向发射散射电子波。
如果这些散射电子波河晶体中某一晶面之间恰好符合布拉格衍射条件将发生衍射，这就是电子背散射衍射。
