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7.1X射线的产生及发射谱

X射线的发现

X射线是德国物理学家伦琴发现的。1895年11月8日傍晚，伦琴在研究

阴极射线管中气体放电实验时，为了避免杂光对实验的影响，他用黑纸板

将管子包起来，却发现距阴极管一段距离外的一块涂有铂氰酸钡结晶物质

的屏幕发出了荧光，伦琴马上意识到,这可能是一种前所未有的新射线，经

检查发现,射线来自阴极射线管管壁。

令人惊奇的是，当用木头等不透明物质挡住这种射线时，荧光屏仍然

发光，而且这种射线能使黑纸包住的照相底片感光，不被电磁场偏转。经

过一个多月的研究，他未能搞清这种射线的本质，因此赋予它一个神秘的

名字--X射线。1895年12月28日，伦琴向德国物理学医学会递交了第一篇

关于X射线的论文——《论新的射线》，并公布了他夫人的X射线手骨照片。

1901年，他成为诺贝尔物理学奖第一人。

X射线的产生与性质

X射线由高速电子打在物体上产生

X射线管示意图。A是阳极，K是阴极，

阴极和阳极间加有几万∽十几万伏高压。

(1)X射线能使照相底片感光；

(2)X射线有很大的贯穿本领；

(3)X射线能使某些物质的原子、分子电离；

(4)X射线是不可见光，它能使某些物质发出可见的荧光；

(5)X射线本质上是一种电磁波（波长极短0.01-1nm），具有反射、折射、

衍射、偏振等波动性质。

X射线的衍射（波长测量）

利用X射线在晶体的衍射可以测定它的波长，晶体作为立体光栅，一束

X射线射入晶体，发生衍射时，从任何一晶面上，那些出射方向对平面的倾

角与入射线的倾角相等的X射线，满足布拉格公式n=2dsinn=1、2、…..出

射线就会加强。

0

=2

X射线摄谱仪示意图。S1，S2：铅板

布拉格公式的推导上的窄缝；C：晶体；P：照相软底片

X射线的发射谱

如图所示，X射线谱由两部分构成：

一部分是波长连续变化的，称为连续

谱；另一部分是叠加在连续谱上的线

状谱，称为标识谱或特征谱。

Rh(铑）的三条K系标识谱和连续谱

X射线的连续谱

1.特征

(a)强度随波长变化，在某一波长处，强度有极值。在长波方面强度降落

缓慢，在短波方面强度降落较快，且有明显的极值，最短波长，极小。

(b)极小与材料无关，只与加速电压有关，当加速电压增高时极小减小。

(c)医学和工业上使用的X射线主要是连续谱部分。

2.产生机制：快速电子射到阳极上，受到阳极中原子核的库仑场作用

就会骤然减速，伴随产生的辐射。

3.轫致射辐

(1)带电粒子在加速（或减速）时必伴随着辐射，连续谱是电子在靶上被减速

而产生的；高速的带电粒子与原子(核)相碰撞，发生骤然减速时，电子的动

能转成辐射能，就有射线放出，由此伴随产生的辐射称之为轫致射辐或刹车

辐射。

(2)轫致辐射产生连续波长的原因粒子穿入靶子的深浅不同,即损失能量的

大小不同，放出不同波长的辐射。

(3)影响轫致辐射强弱和形状的因素

(a)轫致辐射的强度反比于入射带电粒