晶体射线衍射学基础.ppt

X射线的探测荧光屏法；照相法；辐射探测器法：X射线光子对气体和某些固态物质的电离作用可以用来检查X射线的存在与否和测量它和强度。按照这种原理制成的探测X射线的仪器电离室和各种计数器。第93页,共95页，星期六，2024年，5月X射线的安全防护X射线设备的操作人员可能遭受电震和辐射损伤两种危险。电震的危险在高压仪器的周围是经常地存在的，X射线的阴极端为危险的源泉。在安装时可以把阴极端装在仪器台面之下或箱子里、屏后等方法加以保证。辐射损伤是过量的X射线对人体产生有害影响。可使局部组织灼伤，可使人的精神衰颓、头晕、毛发脱落、血液的组成和性能改变以及影响生育等。安全措施有：严格遵守安全条例、配带笔状剂量仪、避免身体直接暴露在X射线下、定期进行身体检查和验血。第94页,共95页，星期六，2024年，5月致谢本章课件在制作过程中使用了中南大学、中科院高能所同步辐射中心、中国科技大学、武汉工程大学的部分图片。第95页,共95页，星期六，2024年，5月K态L态M态N态?k?l?m?n0原子的能级h?l→k=?l-?kK?K?K?L?L?h?n→k=?n-?kh?n→l=?n-?l特征X射线产生过程??特征X射线是波长一定的特征辐射。第61页,共95页，星期六，2024年，5月特征X射线产生过程K态L态M态N态?k?l?m?n0原子的能级h?l→k=?l-?kK?K?K?L?L?h?n→k=?n-?kh?n→l=?n-?l??特征X射线是波长一定的特征辐射。第62页,共95页，星期六，2024年，5月当K系电子被激发时，原子的系统能量便由基态升高到K激发态，即K系激发。同样，L系，电子被激发，称为L系激发，依此类推。当K层电子出现空位，其被高能级电子填充时产生K系辐射。具体地，当K层空位被L层电子填充时，产生K?辐射，而被M层电子填充时，产生K?辐射。同样，电子从高能态填充到L时产生的辐射为L系辐射，依此类推。激发与辐射第63页,共95页，星期六，2024年，5月K系激发机理K层电子被击出时，原子系统能量由基态升到K激发态，高能级电子向K层空位填充时产生K系辐射。L层电子填充空位时，产生Kα辐射；M层电子填充空位时产生Kβ辐射。第64页,共95页，星期六，2024年，5月由能级可知Kβ辐射的光子能量大于Kα的能量，但K层与L层为相邻能级，故L层电子填充几率大，所以Kα的强度约为Kβ的5倍。产生K系激发要阴极电子的能量eVk至少等于击出一个K层电子所作的功Wk。Vk就是激发电压。返回莫赛莱定律第65页,共95页，星期六，2024年，5月第66页,共95页，星期六，2024年，5月1-4X射线与物质相互作用X射线与物质相互作用时，产生各种不同的和复杂的过程。就其能量转换而言，一束X射线通过物质时，可分为三部分：

一部分被散射，一部分被吸收，一部分透过物质继续沿原来的方向传播。X射线的散射；X射线的吸收；X射线的衰减规律；吸收限的应用；X射线的折射；总结。第67页,共95页，星期六，2024年，5月X射线与物质相互作用穿透入射X射线束散射吸收相干的（经典散射）非相干的光电子+二次特征辐射热能第68页,共95页，星期六，2024年，5月1.4.1X射线的散射X射线被物质散射时，产生两种现象：

相干散射（也称为经典散射）非相干散射第69页,共95页，星期六，2024年，5月相干散射定义

物质中的电子在X射线电场的作用下，产生强迫振动。这样每个电子在各方向产生与入射X射线同频率的电磁波。由于散射线与入射线的频率和波长一致，位相固定，在相同的方向上各个散射波符合干涉条件，因此称为相干散射。电子将入射X射线向其四周散射；或者说入射波将自身的能量传给电子，而电子又将该能量转化为与入射波长相同的散射X射线。干涉条件：1，频率相同2，相位差固定3，振动方向一致第70页,共95页，星期六，2024年，5月X射线原子或离子中的电子——受迫振动。振动着的电子成为次生X射线的波源，向外辐射与入射X射线同频率的电磁波，称为散射波。第71页,共95页，星期六，2024年，5月相干散射并未损失X射线的能量（频率或者波长没变），而只是改变了它的传播方向。因此相干散射又称为弹性散射。**相干散射是X射线在晶体中产生衍射的基础。第72页,共95页，星期六，2024年，5月晶体底片铅屏X射线管因此，晶体可看作三维立体光栅。（1）劳厄方法（2）衍射仪