材料分析測試方法第一章(已修改)
2025-05-11 12:03 本頁面
【正文】 第一章 X射線物理基礎(chǔ) 偉大的物理學(xué)家 ,X射線發(fā)明者 倫琴 緒 .1895年德國物理學(xué)家 “倫琴”發(fā)現(xiàn) X射線 .18951897年倫琴搞清楚了 X射線的產(chǎn)生、傳播、穿透力等大部分性質(zhì) .1901年倫琴獲諾貝爾獎 .1912年勞埃進行了晶體的 X射線衍射實驗 X射線最早的應(yīng)用 ? 在 X射線發(fā)現(xiàn)后幾個月醫(yī)生就用它來為病人服務(wù) ? 右圖是紀(jì)念倫琴發(fā)現(xiàn) X射線 100周年發(fā)行的紀(jì)念封 X射線的性質(zhì) ? 人的肉眼看不見 X射線，但 X射線能使氣體電離，使照相底片感光，能穿過不透明的物體，還能使熒光物質(zhì)發(fā)出熒光。 ? X射線呈直線傳播，在電場和磁場中不發(fā)生偏轉(zhuǎn)；當(dāng)穿過物體時僅部分被散射。 ? X射線對動物有機體（其中包括對人體）能產(chǎn)生巨大的生理上的影響，能殺傷生物細胞。 X射線的本質(zhì) X射線也是電磁波的一種，波長在10－ 8cm左右 X射線具有波粒二相性 ?hp ????hch ??X射線的強度是衍射波振幅的平方（ ） ， 也是單位時間內(nèi)通過單位截面的光量子數(shù)目。 AI2?13 X射線的產(chǎn)生及 X射線管 X射線的產(chǎn)生： X射線是高速運動的粒子與某種物質(zhì)相撞擊后猝然減速，且與該物質(zhì)中的內(nèi)層電子相互作用而產(chǎn)生的。 X射線管的結(jié)構(gòu)為： X射線管 ? （ 1） 陰極 —— 發(fā)射電子 。一般由鎢絲制成 ， 通電加熱后釋放出熱輻射電子 。 ? （ 2） 陽極 —— 靶 ， 使電子突然減速并發(fā)出 X射線 。 ? （ 3） 窗口 —— X射線出射通道 。 既能讓 X射線出射 ， 又能使管密封 。 窗口材料用金屬鈹或硼酸鈹鋰構(gòu)成的林德曼玻璃 。 窗口與靶面常成 36176。 的斜角 ， 以減少靶面對出射 X射線的阻礙 。 X射線管 ? （ 4） 高速電子轉(zhuǎn)換成 X射線的效率只有 1%，其余 99%都作為熱而散發(fā)了。所以靶材料要導(dǎo)熱性能好，常用黃銅或紫銅制作，還需要循環(huán)水冷卻。因此 X射線管的功率有限，大功率需要用旋轉(zhuǎn)陽極 （ 5） 焦點 —— 陽極靶表面被電子轟擊的一塊面積， X射線就是從這塊面積上發(fā)射出來的。焦點的尺寸和形狀是 X射線管的重要特性之一。焦點的形狀取決于燈絲的形狀，螺形燈絲產(chǎn)生長方形焦點 X射線衍射工作中希望細焦點和高強度；細焦點可提高分辨率；高強度則可縮短暴光時間 旋轉(zhuǎn)陽極 ? 上述常用 X射線管的功率為 500～ 3000W。目前還有旋轉(zhuǎn)陽極 X射線管、細聚焦 X射線管和閃光 X射線管。 ? 因陽極不斷旋轉(zhuǎn)，電子束轟擊部位不斷改變，故提高功率也不會燒熔靶面。目前有 100kW的旋轉(zhuǎn)陽極，其功率比普通 X射線管大數(shù)十倍。 旋轉(zhuǎn)陽極 加速器中可以引出 X射線 加速器中可以引出 X射線 ? 加速器中可以引出 X射線 加速器中可以引出 X射線 X射線譜 連續(xù) X射線譜 ? X射線強度與波長的關(guān)系曲線 ， 稱之 X射線譜 。 ? 在管壓很低時 ， 小于 20kv的曲線是連續(xù)變化的 ， 故稱之連續(xù) X射線譜 ， 即連續(xù)譜 。 對連續(xù) X射線譜的解釋 1 ? 根據(jù)經(jīng)典物理學(xué)的理論，一個帶負電荷的電子作加速運動時，電子周圍的電磁場將發(fā)生急劇變化，此時必然要產(chǎn)生一個電磁波，或至少一個電磁脈沖。由于極大數(shù)量的電子射到陽極上的時間和條件不可能相同，因而得到的電磁波將具有連續(xù)的各種波長，形成連續(xù) X射線譜。 對連續(xù) X射線譜的解釋 2 ? 量子力學(xué)概念 ， 當(dāng)能量為 ev的電子與靶的原子整體碰撞時 ，電
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