能级光谱2资料.docVIP

§5 X 射线谱 X射线的发现，开始了物理学的新时期；它与接下来两年宣布的放射性(1896) 和电子的发现(1897)一起，揭开了近代物理的序幕。 一. X 射线发射谱 X 射线发射谱由两部分组成： 连续谱：波长连续变化； 线状谱：具有分立波长的线状谱(重叠在 连续谱上) (：0.1? ( 10? h(：1KeV (200 KeV 1. X 射线的连续谱 (1)产生：起源于轫致辐射(bremsstrahlung) ·电子受阻 (a ( 辐射 (2)特点 ·连续谱与对阴极(靶元素)无关； ·辐射强度 I ( a2 ( 1/m 质子等 m 较大的带电粒子的轫致辐射较 电子的弱得多。 ·电子打重物质(Z大)辐射强，重离子弱。 同方威视：用电子感应加速器加速的电子 打钨靶产生高能 X、( 射线。 (图片见后) ·连续谱有一最短波长 (min (只和加速电压U有关) 原因：电子的动能全部转化为辐射能时， 有 (min的存在是量子论正确性的又一例证。 ·电视机：U = 9 ( 20 kV，荧光屏上产生X 射线，能量不高，强度很弱。 2.X射线的线状谱(特征谱，标识谱) 当加速电压达一定数值(称临界电压)后出现 特征谱。 (1)产生：线状谱起源于电子内层的跃迁(位 置由元素决定与电压U无关)。 (E：103 eV( 104 eV 加速电子与靶元素原子的碰撞将内层电 子击出原子，在内层产生空穴，外层电子跃 入空穴而产生能量较大的光子。 (2)特点 ·特征谱和靶元素有关，反映元素的特征； ·特征谱分为 1906年巴克拉(L.G.Barkla) 发现：任何元 素发出的射线都包含若干线系，按贯穿本 领依次称 K、L、M…。 K系(波长最短的系，重金属K系 (E: 103 ( 104eV)； L系；M系；N系；…… 各系又有若干特征谱线，如： K( 、K(、 K( … 线 L( 、L (、 L(… 线 ·各元素的特征谱有相似的结构(不象可见 光谱那样，不同元素的光谱彼此相差很大) (可见光谱：Li、Ni、K类似；He、Mg、 Ca、类似，有周期性) ·巴克拉(L.G.Barkla)由于发现和研究X射 线的线状谱获得1917年诺贝尔物理奖 二.莫塞莱(Moseley)定律 1913年Moseley测量了Al，Ca，Sc，Ti， Au等38种元素的X射线谱，发现 X射线的线状谱的(()1/2和Z成线形关系 ·这说明X射线的线状谱与价电子关系不 大，没有周期性的变化。 ·历史上是莫塞莱准确测定Z值，校验了 元素在周期表中的排序。 例如：原子量 Ni 58.71 Co 58.9332 莫塞莱发现Ni的原子序数大于Co，认 为ZNi= 28；ZCo= 27。 三.X射线的应用 透视 衍射 CT X射线荧光分析…… 1.X 射线连续谱的应用(医学、工业上) 2. X射线特征谱的应用 ·粒子激发X射线荧光分析(PIXE—Particle Induced X—ray Emission）： 原理：用p、(、( 轰击样品产生特征X 射线，由能量定成份(Z)、由强度定含量。 ·质子荧光分析(PIXE——Proton Induced X—ray Emission)： 特点： (1)灵敏度～10-6－10-7g／克 样品～10(g (2)进行微区分析 mm ~ (m (3)无损，多元素同时分析，是表面分析 质子荧光分析应用举例 (1)越王勾践剑的分析 勾践剑1965年湖北江陵望山一号墓出土。 同时出土的还有辅剑(花纹同、无铭文)。 在地下埋藏了大约2500年(春秋战国时)， 至今光华四射，锋利无比。这两柄剑是我 国古剑宝库中的珍品，举世闻名。剑长 64.1cm，分析面积大，要求精度高，要确 保无损。用质子荧光分析最合适。 用质子激发X射线分析各部分成份 · 含铁量比铜矿少，硫化处理 —防锈 · Cu - Sn - Pb合金 — 锋利 ·剑柄硫璃层属钾钙玻璃 (2)秦始皇兵马俑坑中的箭头 Cu—Sn—P