课件：第一章射线的性质.ppt

THANK YOU SUCCESS * * 可编辑 1-51 * 1-51 * ●特点： ① 具有特定的波长。 ② 当管电压超过某一特定值Vk时产生。 ③ 叠加在连续x-ray谱上的。 二．特征X射线谱 原子系统内的电子按包利不相容原理和能量最低原 理分布于各个能级，能级是不连续的，K层靠近原子核，能量最低。 管电压增加到一定数值，电子脱离出来，体系处于不稳定的激发态。 电子从高能级向低能级的跃迁将以光子的形式辐射出标识x-ray谱。 ●产生原因：与阳极靶原子中内层电子跃迁过程有关。 K壳层 L壳层 M壳层 内壳层电子被击出时，在内壳空位产生空位。 外层电子向内壳空位填充时产生一个X射线光子 特征X射线谱： 第一步： 高能电子把靶原子的内壳层电子打出，使原子 电离，在内壳层上出现空位。 第二步： 原子中外电子向内壳层空位跃迁，跃迁的能 量差转化成一个X射线光子。 ●特征X射线的产生过程： 高能电子 击出靶的内层电子， 出现内层空位 外层电子跃入填充 ，发射X光子 即： THANK YOU SUCCESS * * 可编辑 K系辐射： K层电子被打出， 任意层上的电子向K层空位跃迁，产生光子。 Kα： 邻层向K层空位跃迁（L K） Kβ：隔层向K层空位跃迁（M K） Kγ：N层向K层空位跃迁（N K） L系辐射： L层电子被打出， 其他 层向L层空位跃迁，产生光子。 M系辐射： M层电子被打出，其他层跃入填充，产生光子。 ●特征X射线谱的命名 k层电子被迁出的过程 叫k系激发，随之的电子 跃迁所引起的辐射为k系 辐射。 Kα是由Kα1和Kα2两条 谱线组成，与原子能级 的精细结构（亚能级）有关。 产生某系激发要阴极电子的能量eU 至少等于击出一个　　某层电子所作的功（将某层电子变成自由电子所需要的 能量）。 　　 临界激发电压：电子具足够能量把靶原子某一能级上的电子打掉，从而产生特征x-ray所必须达到的最低电压。 对于同种原子：临界激发电压Vk VL VM VN 对于不同种原子：原子序数大的临界激发电压大。 ●特征X射线谱产生条件： En ( eV) 氢原子能级图 -13.6 -1.51 -3.39 0 n = 1 n = 2 n = 3 n = 4 n = 5 n = 6 选读 ：氢原子能级图(稳态） 特征X射线的频率由靶原子能级的差值决定, 只取决阳极靶材料的原子序数，是元素的固有特性。 莫塞莱定律描述了它与原子序数Z的关系。 ●特征X射线的波长： 式中： z—靶材料的原子序数 K—常数（与靶材物质总量子数有关） (看书P9-10) σ—常数（与电子所在壳层位置有关） 连续谱的只能增加衍射花样的背底。 V=（3～5）VK时，I标/I连最大， VK 为临界激发电压 ●辐射源选择： 在X射线的多晶体衍射中，主要利用Kα线做辐射源，L系或M系由于波长太长， 容易被物质吸收，所以 不利用 ● X射线管最佳工作电压： V=（3～5）VK 看书: P10, 表1-1 一．连续X射线谱 　　特点 　　产生原因 (减速辐射) 二．特征X射线谱 特点 　　产生原因 (能级跃迁,或激发辐射) 　　产生过程 产生条件 　　特征X射线命名 　　特征X射线的波长 X射线谱的小结： 三.在X射线的多晶体衍射中，主要利用Kα线做辐射源 X射线管最佳工作电压： V=（3～5）VK 一束X射线通过物质时，它的能量可以分为三部分： 　 § 1-5 X射线与物质相互作用 ? 散射 相干 非相干 真吸收 1. 产生（普通）光电子、 X射线的强度衰减的原因：“吸收”=真吸收+散射； 产生Auger 电子（即俄歇效应） 3. 热 透过的强度 X射线作用于物质 2. 产生X射线荧光，或叫二次特征X射线 X射线与物质的相互作用，是一个比较复杂的物理过程 一束X射线通过物体后，其强度被衰减，是其散射和真吸收的结果，真吸收是造成强度衰减的主要原因。 一. X射线的散射 可分为 相干散射和不相干散射 相干散射: X射线波长不变 在入射束电场的作用下，物质原子中的电子被迫围绕其平衡位置振动，向四周辐射与入射x-ray波长相同的散射x-ray。 同一方向上各散射波符合相干条件，相互干涉后，能量集中在某些方向，得到一定的花