一、带电粒子与物质的相互作用

(一)电离(ionization)

带电粒子在从吸收物质原子旁掠过时,由于它们与壳层电子之间发生静电库仑作用,壳层电子便获得能量。如果壳层电子获得的能量足够大,它便能够克服原子核的束缚而脱离出来成为自由电子。这时,物质的原子便被分离成一个自由电子和一个正离子,它们合称离子对。这样一个过程就称为电离。脱离出来的自由电子通常具有较高的功能,它又可以引起其它原子或分子电离,称为次级电离。

(二)激发(excitation)

带电粒子给予壳层电子的能量较小,还不足以使它脱离原子的束缚而成为自由电子,但是却由能量较低的轨道跃迁到较高的轨道上去,这个现象称为原子的激发。处于激发态的原子是不稳定的。它要自发地跳回到原来的基态,其中多余的能量将以可见光或紫外光的形式释放出来,这就是受激原子的发光现象。

(三)散射(scattering)

散射是带电粒子与被通过的介质的原子核发生相互作用的结果。在这种作用下,带电粒子只改变运动方向,不改变能量。方向改变的大小与带电粒子的质量有关。

(四)轫致辐射(bremsstrahlung)

带电粒子与被通过的介质原子核相互作用,带电粒子突然减速,一部分动能转变为连续能谱的电磁辐射释放出来。这种作用随粒子的能量增加而增大,与粒子的质量平方成反比,与被通过介质的原子序数Z的平方成正比。

(五)吸收(absorption)

带电粒子在介质中通过,由于与介质相互作用耗尽了能量而最终停止下来,这种现象称为被介质吸收。