x射線的產(chǎn)生和性質(zhì)-全文預(yù)覽
【正文】 X射線 ★產(chǎn)生二次電離，使另一個(gè)核外電子成為二次電子 —— 俄歇電子 ： 52 X射線的衰減規(guī)律 ： X射線的衰減 ◆ X射線的衰減規(guī)律 ● 當(dāng)一束 X射線通過物質(zhì)時(shí)，由于散射和吸收的作用使其透射方向上的強(qiáng)度衰減。 4 X射線與物質(zhì)的相互作用 ◆ X射線與物質(zhì)相互作用時(shí)，產(chǎn)生各種不同的和復(fù)雜的過程。輻射 L輻射 40 K系輻射的產(chǎn)生 ◆ K系激發(fā)機(jī)理 K層電子被擊出時(shí)，原子系統(tǒng)能量由基態(tài)升到 K激發(fā)態(tài)，高能級(jí)電子向 K層空位填充時(shí)產(chǎn)生 K系輻射。 ： 37 標(biāo)識(shí) X射線譜的產(chǎn)生機(jī)理 ◆ 產(chǎn)生機(jī)理 標(biāo)識(shí) X射線譜的產(chǎn)生機(jī)理與陽極物質(zhì)的原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊密相關(guān)的。 ◆連續(xù)譜與特征譜 34 X射線譜強(qiáng)度 ◆ X射線的強(qiáng)度是指行垂直 X射線傳播方向的單位面積上在單位時(shí)間內(nèi)所通過的 光子數(shù)目 的 能量總和。此種產(chǎn)品目前以日本理學(xué)公司的 Dmax 2500為代表 ： 26 X射線的產(chǎn)生 ◆ X射線儀 包括： ●為 X射線射線管提供 40KV的高壓電場(chǎng)的高壓變壓器 ●為加熱陰極燈絲用的低壓穩(wěn)壓電源 ● X光管 ●水冷卻與自動(dòng)控制系統(tǒng) ： 27 X射線譜 ◆ 由 X射線管發(fā)射出來的 X射線可以分為兩種類型： ●連續(xù) X射線 ●標(biāo)識(shí) X射線 ： 28 連續(xù) X射線譜的產(chǎn)生機(jī)理 ◆ 連續(xù) X射線 ● 具有連續(xù)波長(zhǎng)的 X射線，構(gòu)成連續(xù) X射線譜，它和可見光相似，亦稱多色 X射線 ● 產(chǎn)生機(jī)理： 能量為 eV的電子與陽極靶的原子碰撞時(shí)，電子失去自己的能量，其中部分以光子的形式輻射，碰撞一次產(chǎn)生一個(gè)能量為 hv的光子 ，這樣的光子流即為 X射線 。長(zhǎng)形焦斑用于衍射儀，尺寸為 1 10㎜ 2，而窗口與靶面成 3~5176。 (1973年值） 17 X射線的本質(zhì) ◆ 粒子性 ● 特征表現(xiàn)為以光子形式輻射和吸收時(shí)具有的一定的質(zhì)量、能量和動(dòng)量 表現(xiàn)形式為在與物質(zhì)相互作用時(shí)交換能量。對(duì)于促進(jìn) 20世紀(jì)的物理學(xué)以至整個(gè)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生了巨大而深遠(yuǎn)的影響。小布拉格在用特征 X射線分析了一些堿金屬鹵化物的晶體結(jié)構(gòu)之后，與其父親合作，成功地測(cè)定出了金剛石的晶體結(jié)構(gòu)，并用勞厄法進(jìn)行了驗(yàn)證。年輕的小布拉格經(jīng)過反復(fù)研究，成功地解釋了勞厄的實(shí)驗(yàn)事實(shí)。自倫琴發(fā)現(xiàn) X射線后，許多物理學(xué)家都在積極地研究和探索， 1905年和 1909年，巴克拉曾先后發(fā)現(xiàn) X射線的偏振現(xiàn)象，但對(duì) X射線究竟是一種電磁波還是微粒輻射，仍不清楚。 6個(gè)星期后，倫琴確認(rèn)這的確是一種新的射線。用一本厚書， 2－ 3厘米厚的木板或幾厘米厚的硬橡膠插在放電管和熒光屏之間，仍能看到熒光。 4 X射線的發(fā)現(xiàn) (1890～ 1971) (1862～ 1942) 布拉格父子于 1913年借助 X射線成功地測(cè)出金剛石的晶體結(jié)構(gòu)，并提出了 “ 布拉格公式 ” ，為最終建立現(xiàn)代晶體學(xué)打下了基礎(chǔ)，于 1915年獲獎(jiǎng)。 他因此項(xiàng)成果于 1914年獲獎(jiǎng) 。 1894年 11月 8日，德國(guó)物理學(xué)家倫琴將陰極射線管放在一個(gè)黑紙袋中，關(guān)閉了實(shí)驗(yàn)室燈源，他發(fā)現(xiàn)當(dāng)開啟放電線圈電源時(shí)，一塊涂有氰亞鉑酸鋇的熒光屏發(fā)出熒光。他一連許多天將自己關(guān)在實(shí)驗(yàn)室里，集中全部精力進(jìn)行徹底研究。倫琴在他的通訊中把這一新射線稱為 X射線，因?yàn)樗?dāng)時(shí)無法確定這一新射線的本質(zhì)。由于都是 X射線微粒論者，兩人都試圖用 X射線的微粒理論來解釋勞厄的照片，但他們的嘗試未能取得成功。老布拉格則于 1913年元月設(shè)計(jì)出第一臺(tái) X射線分光計(jì)，并利用這臺(tái)儀器，發(fā)現(xiàn)了特征 X射線。 隨著研究的深入， X射線被廣泛應(yīng)用于晶體結(jié)構(gòu)的分析以及醫(yī)學(xué)和工業(yè)等領(lǐng)域。一束沿 y方向傳播的波長(zhǎng)為 λ 的 X射線波方程表示為： )(2c os0 tyAA ??? ??12 X射線的本質(zhì) ◆ X射線的頻率大約是可見光的 103倍，所以它的光子能量比可見光的光子能量大得多，表現(xiàn)明顯的粒子性 ◆由于 X射線 波長(zhǎng)短 、光子 能量大 的兩個(gè)基本特性，所以， X射線光學(xué)（幾何光學(xué)和物理光學(xué)）雖然具有和普通光學(xué)一樣的理論基礎(chǔ)，但兩者的性質(zhì)卻有很大的區(qū)別， X射線與物質(zhì)相互作用時(shí)產(chǎn)生的效應(yīng)和可見光也迥然不同 13 X射線的本質(zhì) ◆ X射線和其它電磁波一樣，能產(chǎn)生反射、折射、散射、干涉、衍射、偏振和吸收等現(xiàn)象 ◆在通常實(shí)驗(yàn)條件下，很難觀察到 X射線的反射 ◆對(duì)于所有的介質(zhì)， X射線的折射率
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