第六章__X射线分解.ppt

* 三.吸收限（又称吸收边缘）及应用 实验表明，吸收系数随X光子能量增加而下降，这是由于X光子能量越高，其穿透性越强。 仔细观察会发现，随X光子能量的变化μ有突变。——吸收限。K、L、M…吸收限。 K、L、M…吸收限是X光子分别使K层、 L层、M层一个电子电离发生共振吸收的能量。 μ 的突变即吸收限的出现，再证明原子内部电子的壳层结构。 * * * 吸收限在测量中的应用之一—过滤片 元素的吸收系数 μ随E的下降曲线突变处分别称K、L、M…吸收线限。在吸收限的两侧吸收系数－ μ值十分悬殊，因此可用作“滤波器”。 例如黄铜是铜锌的混合物，它们发射的Kα射线波长分别为0.1539nm和0.1434nm，相差极微。用镍片作过滤片，可以滤出其一进行成分分析。 镍的吸收限为0.1489nm，正位于其中间（见图）。不难看出铜的质量吸收系数小,而锌的质量吸收系数大. * * 当通过9.4μm的镍片（对应的质量厚度为ρNx=8.366mg/cm2)，Cu和Zn两种Kα线透过强度比为10:1 铜的Kα线大部分通过，而锌的被吸收。 * 另一个在医学上的应用－心血管造影术 为了观察局域心血管病变，常将足够浓度的碘用导管直插入其中（十分痛苦！），利用碘对X射线强吸收（远比肌肉、骨骼高得多）形成造影。 现在人们发明了一种双色数值减除造影术，只将少量碘静脉注射血管内，就可以达到造影目的。其原理很简单：用两种不同能量的X射线进行两次造影。其中一个X射线的能量（E1）略低于碘的K吸收边－吸收系数小；另一能量（E2）略高于K吸收边－吸收系数大（见图）。 * * （结束） 但这两种能量的光对人体肌肉、骨骼的吸收系数差不多；通过两次造影相减，将肌肉、骨骼的影响几乎全部消除，留下碘对X射线吸收差的影像。该法对碘吸收特别灵敏，故用碘量很少，大大减少了病人的痛苦。 * * * § 8.4 X 射线的应用 X 射线探伤 X 光机对人体透视 研究固体结构 固溶体的成分比例 相变研究 X 射线的应用幻灯片 * 本章小结 1 X射线的发现及其波性 3 康普顿效应 X射线的发射谱 2 4 X射线的吸收 5 X射线的应用 * 思考题 （1）简述康普顿散射实验原理、装置、过程和结果分析，该实验说明了X射线的什么物理实质？（吉林大学2001） （2）简述X射线连续谱的特点、产生机制。 什么是轫致辐射？ （3）简述X射线标识谱的特点、产生机制。 写出K线系的莫色莱定律。什么是特征辐射？ （4）X射线标识谱是如何反映原子内部结构的？ （5）如何用康普顿散射实验来测定普朗克常数？ * 作业题 （1）在康普顿散射中，入射光子的波长为0.0030nm，反冲电子的速度为光速的0.6倍，求散射光子的波长和散射角。（1998中山大学） （2）求在康普顿散射中反冲电子的动能和入射光子的能量比。（2000中山大学） （3）求铝原子被2.5keV电子束轰击而产生的连续X射线的最短波长，问这时是否也能观察到其标识谱K线系？（吉林大学2002） （4）楮书第八章习题：1、2、3、4、5、6、7。 * 综合提高题 （1）绘出同X射线有关的原子能级能级跃迁图，并说明X射线标识谱与碱金属原子光谱有相似结构的原因。 （2）给出轫致辐射短波限的量子解释。 * 自学指导 认真阅楮书相关部分，完成学习指导书中的自测题；掌握玻尔X射线连续谱与标识谱及产生机制、莫色勒定律、康普顿散射。 * 阅读参考文献 （1）张哲华、刘莲君编 《量子力学与原子物理学》（武汉大学出版社）第九章全同粒子系—多电子原子部分。 （2）赵玲玲编《原子物理学》（上海科学技术出版社）第三章多价原子部分。 （3）苟清泉编《原子物理学》（高等教育出版社）相关部分。 （4）顾建中编《原子物理学》（高教出版社）相关部分。 （5）杨福家著《原子物理学》（高教出版社）相关部分。 （6）张庆刚编《近代物理学基础》（中国科学技术出版社）第九章X射线部分。 （7）姚柒均编《光学教程》（高教出版社）第二章晶体对X射线的衍射、第七章康普顿散射部分。 * 返第八章 * X射线的产生机制 一 、 X射线的产生 X射线由高速电子打在物体上产生。 §6.2 阴极 电子 真空管 X射线 图 X 射线管示意图 * 理论解释 X射线的光子同电子碰撞的结果 康普顿散射公式--康普顿散射中射线波长的改变与原波长无关, 只与散射角有关 * 3、X射线标