第一篇：自發輻射與受激輻射的區別并總結激光的原理、特點、分類

1、自發輻射與受激輻射的區別

自發輻射：處于激發態的原子中，電子在激發態能級上只能停留一段很短的時間，就自發地躍遷到較低能級中去，同時輻射出一個光子，這種輻射叫做自發輻射。

受激輻射：當原子處于激發態E2時，如果恰好有能量（這里E2）E1）的光子射來，在入射光子的影響下，原子會發出一個同樣的光子而躍迂到低能級E1上去，這種輻射叫做受激輻射。

區別：

與自發輻射不同，輻射一定要在外來光作用下發生并發射一個與外來光子完全相同的光子。受激輻射光是相干光。受激輻射光加上原來的外來光，使光在傳播方向上光強得到放大。

自發輻射是不受外界輻射場影響的自發過程，各個原子在自發躍遷過程中是彼此無關的，不同原子產生的自發輻射光在頻率、相位、偏振方向及傳播方向都有一定的任意性。

2、試總結激光的原理、特點、分類

1）原理

激光是光受激輻射的放大，它通過輻射的受激放射而實現光放大。光放大即是一個光子射入一個原子體系之后，在離開此原子體系時，成了兩個或更多個特征完全相同的光子。但光子射入原子體系后與原子體系的相互作用時，總總包含吸收、自發輻射與受激輻射三種過程。要得到激光必須使受激輻射勝過吸收和自發輻射在三個過程中居主導地位。

2）特點

主要特點：定向發光、亮度極高、顏色極純、能量密度極高

其他特點：

激光是單色或單頻的；

激光是相干光，其所有的光波都同步，整束光就好像一個“波列”； 激光是高度集中的，即它要走很長的一段距離才會出現分散或者收斂的現象。

3）分類

按工作介質的不同來分類：固體激光器、氣體激光器、液體激光器和半導體激光器。

按激光輸出方式的不同分類：連續激光器和脈沖激光器。（其中脈沖激光的峰值功率可以非常大）

按發光的頻率和發光功率大小分類等。

第二篇：雷達工作原理與激光測速原理的區別

雷達工作原理與激光測速原理的區別

一、雷達工作原理

首先，必須先了解雷達的基本原理，因為雷達仍是目前用來監測移動物體最普遍的方法。雷達英文為RADAR，是Radio Detection And Ranging的縮寫。所有利用雷達波來監測移動物體速度的原理，其理論基礎皆源自于多普勒效應，其應該也是一般常見的多普勒雷達Doppler Radar，此原理是在19世紀一位奧地利物理學家所發現的物理現象，后來世人為了紀念他的貢獻，就以他的名字來為該原理命名。多普勒的理論基礎為時間。雷達波是由頻率及振幅所構成，而無線電波是隨著波而前進的。當無線電波在行進的過程中，碰到物體時，該無線電波會被反彈，而且其反彈回來的波，其頻率及振幅都會隨著所碰到的物體的移動狀態而改變。若無線電波所碰到的物體是固定不動的，那么所反彈回來的無線電波其頻率是不會改變的。然而，若物體是朝著無線電線發射的方向前進時，此時所反彈回來的無線電波會被壓縮，因此該電波的頻率會隨之增加；反之，若物體是朝著遠離無線電波方向行進時，則反彈回來的無線電波，其頻率則會隨之減小。

速度監測裝置所應用的原理，就是可以監測到發射出現的無線電波，及反彈回來的無線電波其間的頻率變化。由這兩個不同頻率的差值，便可以有特定的比例關系，而計算是該雷達波所碰撞到物體的速度。當然，此種速度監測裝置可以將所監測到的速度，轉換為公里/小時或是英哩/小時。也許大家還是無法體會什么是多普勒效應，但每個人在日常生活中應該都有聽過多普勒效應。例如：當火車鳴笛或救護車的警報聲一直朝著你接近時，會發現聲音會一直在變化，這就是所謂的多普勒效應，此例子是生活中最常見的例子，因為當聲波一直朝著你接近時，該聲波的頻率會一直增加，所以聽到的聲音才會一直變。這跟測速雷達所用到的原理是一樣的，只不過測速雷達所使用的不是聲波，而是無線電波。

由于警方的測速雷達總是監測到一個較強的反射電波后，才決定該移動物體的速度；而通常體積較大的物體其反彈的電波也較強；另外，離發射電波較近的物體，其所反彈的電波也會較強。根據這個原理，若有兩輛大小相同的車輛，同樣都是超速時，測速雷達只會監測到開在較前面車輛的速度；若有一輛未超速的大卡車開在前方，而另一輛已超速的小客車開在后方時，測速雷達是無法監測出該小客車已超速，除非該小客車已經超越了大卡車而繼續超速。

這告訴我們，利用雷達波來監測車速時，是無法對隊列行駛的車輛中監測的。監測到特定車輛的速度，而只能監測到開在隊列車輛最前面，且體積較大的車子的速度。

雷達原理詳述

下面的文章，將更詳細地探討雷達測速的各種影響因素：

雷達波覆蓋的范圍

影響雷達波覆蓋范圍的因素如下：

雷達的功率

電波接收器的靈敏度

天線的特性

欲監測物體的體積大小

雷達與欲監測物體的距離

欲監測物體與雷達天線的相對位置及角度

車輛類型 可測速范圍 無法測速范圍

小客車(car)0~200公尺內 200公尺以外 卡車或小貨車(truck/van)0~300公尺內 300公尺以外

聯結車(HGV)0~400公尺內 400公尺以外

由上圖可知大型聯結車最容易被監測到速度，只要在400公尺的范圍，都可以被監測。

Cosine因子

這里所說的Cosine就是以前所學的數學三角函數，像是sin,cos,tan...，所謂的Cosine因子說明如下：

雷達要正常地發揮測速功能，該雷達必須與被測車輛同一路徑

就如同GAS的話，則雷達所監測到的速度將比實際上來的慢。而所減低的速度將正比于偏斜的角度取TO測速照相系統一般，若雷達置放的位置與車輛行經的路徑有一個角度，并不平行cosine值，簡單地說，就是偏斜的角度越大的話，監測到的速度將比實際速度低的越多。

例如測速雷達置放的位置與車輛路徑呈20度的夾角，雖然當時車子實際速度為105公里/小時，但被監測到的時速應為105xcos(20)=98.67公里/小時，本來應是超速的，但在雷達監測上出現誤差。

GATSO這類的測速照相系統也會考慮到Cosine，所以會加入一些補償電路，來修正這樣的誤差，不過因為每次置放的角度都不同，因此在補償誤差時，必須經過正確的設定才行，該設定值才須經過原廠的調校才能有較精準的表現。因此可以得到一個結論,Cosine因子永遠都是偏袒駕駛人的。

測速地點的選擇

既然大家已經了解雷達測速的基本原理，其實是藉由車輛所反射回來的電波來計算車速，那么在道路上一些不會動的物體，如路標、路燈等，會不會影響雷達波的反射呢？由于路標、路燈等物體的體積都很小，尚不會對雷達電波產生太多的影響，但如果是一些較大的物體，如建筑物、停在路旁的大卡車，或是高速公路上一些路段的大型路標、廣告板等，這些物體就一定會影響到雷達電波的反射，也就是說即使路上沒有車輛經過，所使用的測速雷達還是會監測到一些數據，只是這些數據可能速度都是0而已。不過大家也不要以為在路上看到大型路標時就可以盡情超速了，因為一旦車輛位置超過了路標，而離雷達波越近的物體所反射的雷達波會越強，此時還是會被監測到超速的。

然而，理想的測速照相地點，應該位在空曠無阻礙且沒有大型反射物的道路上；在開始測速之前，選擇地點是相當重要的；操作員在開始前，必須在車流前，選擇視線良好的位置，該視線上不能有如大型路標、金屬柵欄、防撞護欄等物體。

確認超速的步驟

使用手持雷達來測速時，剛開始并未開機，先采取目測的方式，等到發現有車輛疑似超速時，再開機以手持雷達來驗證是否真的超速。

使用手冊中指出在測速雷達的監測范圍中，必須只有一輛車子才能立刻監測速度。換句話說，若您的車子正處于車輛的隊列中，是無法確定所監測到的車速是哪一輛車。此時必須先追蹤某輛車最少3秒的時間，等到雷達出現已鎖定的訊息時，才可以開始監測車速。

因此要得到車輛的超速需要花費3秒鐘的時間，而且在測速時也會將誤差考慮進去，例如，在雷達監測速度時，雷達屏幕上顯示的速度為102-101-102-103-101，此時就可以確定車速為101到103公里/小時，然而，若在溜達屏幕上顯示的數據為102-101-149-103-101，此時就認定這次的測速有相當大的誤差而不采用該數據。

輻射危害

因為雷達在測速時會發射出強大的無線電磁波，當雷達測速儀器接近身體在25公分時，雷達天線所發射出來的電磁波輻射將對人體造成某些程度的傷害。

二、激光測速原理

傳統的電波式雷達已行之有年，目前較新的技術是利用激光來測速，稱之為激光雷達，英文為 LIDAR這是Light Detection and Ranging的縮寫。通常這類的激光都是使用紅外線，其精確度和可靠度都遠超過傳統的電波式雷達。以激光為基礎的測速系統如LaserCam II就是一例手持的激光測速系統，當然激光測速系統也可以裝載于流動式的三腳架上，例意大利制的Autovelox 105/SE就是最佳寫照。

激光測速的原理與雷達電波的多普勒原理不同，而是利用激光的飛行時間的計算，也就是當激光發射出去時，先紀錄時間，等到激光被物體反射回來時，再紀錄一次時間，接著計算時間差，而LIDAR裝置以15Hz的頻率運作(每秒15次)，而光速是每秒30萬公里，這樣就可以算出車子的行進速度，舉例如下：

當第一次激光發射出去后，經過0.000001333秒后再反射回來，因為距離=速率x時間，所以第一次激光經反彈來回所走的距離為300,000,000(m/s)x 0.000001333(s)= 399(m)公尺，所以實際與車子的距離應該要除以2，得399/2=199.5公尺。

經過1/15秒后，第二次激光再發出監測距離，經過0.000001325秒后再被車輛反射回來，所以激光來回走的距離為300,000,000 x 0.000001325 = 397.5，除以2得198.75。

也就是說經過1/15秒后，車子前進了199.5-198.75=0.75公尺，又速率=距離/時間，所以可以得到車速為0.75/(1/15)=11.25 m/s，換算成時速公里的話就是11.25x3600=40.5公里/小時。

現在我們已經知道激光測速的基本原理了，因為激光每秒可以發射出15次的激光，每個間隔距離都可以計算一次時速，而激光測速器必須在連續監測到2到3次相似的速度時，才確定此為該車的速度，這也就是為什么使用激光測速裝置，只需要0.3秒的時間來鎖定車速的原因了。

由于激光功率很強，所以在測速時，被禁止直接以激光束照射在駕駛座上，必須將光束對準車牌，以免傷害駕駛人的視力。而且也不能在車內使用激光測速儀器，因為激光很容易在車內反射，而傷害了車內的人員，即使將車窗放下也不行。因此在FDA（美國食品藥品管理局）嚴格規范之下，激光槍功率降低，致使激光束擴大，反而給了激光警示器，即俗稱的激光測速器可趁之機。

激光測速的原理

LIDAR（Light Detection and Ranging－激光監測及歸類）以規律地送出infra-red（紅外線）激光來測量光束的反回時間，在這些時間中任取兩個就可以計算速度。激光測速器所發射的光束非常狹窄，它隨著距離的增加，光束由一公分發散成100公分，就因為光束很窄，所以可以從車流中挑出一輛超速的汽車；尤其當監測物距離愈近，監測范圍甚至會大于手持式的雷達測速器。通常激光束的散射角度相當小，造成監測上相當不易；警用的激光測速光束必須在300到500公尺以上的距離，才會擴散到1.5公尺以上的范圍，距離越遠擴散越大，也較容易監測得到，且當在測附近的車子的車牌時，激光會散射到旁邊的車輛上，若車上有裝專為接收激光所設計的激光警示器，那么便可能接收得到。

雷達波發射后會逐漸擴散，所以駕駛者容易利用雷達警示器監測到。相對來說，激光測速系統發射的激光束比較窄，擴散范圍比雷達系統小，所以一般不會被警示器監測到。還因為激光束比較窄，可以實現對車流里邊的單一車輛做監測。

Cosine因子同樣也會發生在激光測速裝置上，不過有一點要注意的是，有時會在橋上使用手持激光槍來測速，如此一來便可以在道路中央正上方的位置進行測速，這樣便可以減少Cosine的影響，此時只要注意橋的高度，必須與車輛的距離保持10倍以上的比例，便可以正常工作，如橋距離路面的高度為10公尺，則被測車輛必須在100公尺以外的距離所測得的速度才正確。

激光測速系統的優點

如果激光系統一直開機，那么激光束就會一直打出去，駕駛人車上若有激光警示器，則較有機會測得警方的激光束。然而事實上卻不然，因為通常是先用肉眼或望遠鏡眺望遠方是否有車可能會超速（通常以車陣中跑第一的那輛為目標），然后再舉起激光槍瞄準該車輛進行測速。因此，激光槍的開機時間只在瞄準車輛的那一瞬間，也就是說，激光束并不會一直呈現發射狀態，讓駕駛人有許多機會能夠測得到。像雷達測速儀器，如三腳架、警車、部份固定桿等，持續開機進行測速的時間較久，只要呈現開機狀態，雷達波便會一直發散出來，駕駛人車上若有雷達警示器，就可以接收到該雷達波而產生警示聲。

綜上所述，在兩種測速方式的對比中，激光系統有比較明顯的優點。該系統的技術領先，測速的準確率高，可以有效的防止測速警示器的應用。所以，激光測速系統是現在測速技術發展的潮流和方向

第三篇：總結現實生活中核與輻射的基本知識及分類

中國輻射防護研究院

張文濤

*** 隨著核技術應用的逐漸推廣，“核輻射事故”、“核輻射損傷”等內容常常被人們提及，但其準確的含義是什么？作為普通大眾的非專業人員并不完全了解，甚至有時還會產生誤解，人們普遍存在兩種理解：一是核輻射即指核反應堆、核武器等產生的輻射，威力無窮，談核色變，存在一種恐懼心理；二是核輻射離普通大眾非常遙遠，沒興趣也沒心思去關注它，對其防護也無從談起，是一種無所謂的態度。二者均有失偏頗。

核輻射其實一方面包括大型的核反應堆、核電站、核武器等產生的輻射，另一方面也包括醫療實踐、工業探傷、放射性廢物貯存等情況下產生的輻射。也許核電站、反應堆、核武器等場所離我們普通大眾有些陌生和遙遠，但日常生活與工作中的醫療實踐、工業探傷機等存在輻射的輻照裝置卻與我們息息相關，比如看病時透視，拍胸片，作CT檢查，腫瘤放射治療，甲狀腺機能亢進時采用131碘治療，家居環境中的氡和子體帶來的輻射等等，都是讓人們在有意無意中會常常接觸到的。

在科技日益發達的今天，人們對核與輻射的研究及認識越來越深入，其給人類社會帶來的利與害均被逐漸認識，在人類積極開發利用核能以及開展醫學診療實踐等有利活動的同時，不可忽視的一點是輻射可以引起機體癌癥及其他諸多的健康影響。

因此正確認識核與輻射的相關知識，即不盲目地恐核，也不“無所謂”地不在乎其健康影響變得尤其重要，有利于人們合理且適當地采取必要的防護措施和相關受照行動的選擇，避免遭受不必要的輻射而影響健康，甚至是避免導致生命危險的輻射事故（我國發生的輻射事故中就曾出現將外表鮮亮的放射源帶在身邊和居室內導致多人死亡的事故，居室裝修中因放射性氡析出而引起白血病發生的事例）。

其次，輻射可以分為電離輻射和非電離輻射。有些輻射如紅外線、微波等，由于能量低，不能引起物質電離，稱為非電離輻射。凡是與物質直接或間接作用時能使物質電離的一切輻射，稱為電離輻射。

電離輻射是由直接或間接電離粒子或由兩者混合組成的任何輻射。直接電離粒子是那些具有足夠大的動能，以致通過碰撞就能引起物質電離的帶電粒子，如電子、β射線、質子和α粒子等。

在核與輻射的過程中，間接電離粒子是能夠釋放出直接電離粒子或引起核變化的非帶電粒子，如光子、中子等。

中國輻射防護研究院

張文濤

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