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X射线物理学基础 (P11、12) 1、名词解释： 连续X射线：X射线谱中，强度随波长连续变化的部分。 特征X射线：当U管超过某临界值后，叠加在连续谱上的强度很高且具有一定波长的X射线谱。 相干散射：当χ射线通过物质时，物质原子的电子在电磁场的作用下将产生受迫振动，受迫振动产生交变电磁场，其频率与入射线的频率相同，这种由于散射线与入射线的波长和频率一致，位相固定，在相同方向上各散射波符合相干条件 非相干散射：散射X射线的波长随散射方向不同而改变，分布于各个方向的散射线，波长各不相等，不能产生干涉现象。这种散射称为非相干散射。 光电效应：物质在光子作用下发射电子的现象，称为光电效应； 荧光辐射：由X射线光子激发原子辐射出次级特征X射线的现象，称为荧光辐射。 荧光X射线：由X射线光子激发原子所辐射出的次级特征X射线称为荧光X射线(或二次特征X射线)。 俄歇效应：原子的内层电子被激发或电离后，随之发生的一个空位被两个空位所代替的现象称为俄歇效应。 吸收限(激发限)：在μm～λ关系曲线中，质量吸收系数随着入射X射线波长的变化产生突变，突变处对应的波长称为吸收限。 2、（P11 第6题）计算当管电压为50kV时，电子在与靶碰撞时的速度与动能以及所发射的连续谱的短波限和光子的最大动能。 解： 已知条件：U=50kv 电子静止质量：m0=9.1×10-31kg 光速：c=2.998×108m/s 电子电量：e=1.602×10-19C 普朗克常数：h=6.626×10-34J.s 电子从阴极飞出到达靶的过程中所获得的总动能为 E=eU=1.602×10-19C×50kv=8.01×10-18kJ 由于E=1/2m0v02 所以电子与靶碰撞时的速度为 v0=(2E/m0)1/2=4.2×106m/s 所发射连续谱的短波限λ0的大小仅取决于加速电压 λ0（?）＝12400/v(伏) ＝0.248? 辐射出来的光子的最大动能为 E0＝h?0＝hc/λ0＝1.99×10-15J 3、（P11 第10题）已知钼的λKα＝0.71?，铁的λKα＝1.93?及钴的λKα＝1.79?，试求光子的频率和能量。试计算钼的K激发电压，已知钼的λK＝0.619?。已知钴的K激发电压VK＝7.71kv，试求其λK。 解：⑴由公式νKa=c/λKa 及E＝hν有： 对钼，ν＝3×108/(0.71×10-10)＝4.23×1018（Hz） E=6.63×10-34×4.23×1018＝2.80×10-15（J） 对铁，ν＝3×108/（1.93×10-10）＝1.55×1018（Hz） E=6.63×10-34×1.55×1018＝1.03×10-15（J） 对钴，ν＝3×108/(1.79×10-10)＝1.68×1018（Hz） E=6.63×10-34×1.68×1018＝1.11×10-15（J） ⑵ 由公式λK＝1.24/VK， 对钼VK＝1.24/λK＝1.24/0.0619=20(kv) 对钴λK＝1.24/VK＝1.24/7.71=0.161(nm)=1.61(à)。 4、（P12 第13题）试计算含Wc=0.8％，WCr＝4％，Ww＝18％的高速钢对Mo辐射的质量吸收系数。 解：?IH＝I0e-(μ/ρ) ρH＝I0e-μmρH ?式中μm＝μ/ρ称质量衷减系数， 其单位为cm2／g，ρ为密度，H为厚度。 今查表Al的密度为2.70g/cm-3. H=1mm, IH=23.9% I0 带入计算得μm＝5.30查表得：λ＝0.07107nm（MoKα） (2)μm=ω1μm1+ω2μm2+…ωiμmi ω1, ω2 ωi为吸收体中的质量分数，而μm1，μm2 μmi 各组元在一定X射线衰减系数 μm=0.8％×0.70＋4％×30.4＋18％×105.4＋（1－0.8％－4％－18％）×38.3=49.7612（cm2／g） 5、（P12 第15题）什么厚度的镍滤波片可将Cu辐射的强度降低至入射时的70％?如果入射X射线束中和强度之比是5:l，滤波后的强度比是多少?已知＝49.03cm2／g，=290cm2／g。 解： 有公式I=I0e-umm =I0e-uρt 查表得：ρ=8.90g/cm3 umα=49.03cm2/g 因为 I=I0*70% -umαρt=㏑0.7 解得 t=0.008mm 所以滤波片的厚度为0.008mm 又因为：