x射線物理學(xué)基礎(chǔ)(2)-預(yù)覽頁
【正文】 熱 W燈絲發(fā)射熱電子）； 2）在真空中迫使電子作定向的高速運動 （加速電子）； 3）在電子運動路經(jīng)上設(shè)障礙，使其突然減速或停止 （靶） 據(jù)此，就可理解 X射線發(fā)生器的構(gòu)造原理了。使電子突然減速并發(fā)射 X射線的地方。常用對 X射線穿透性好的 輕金屬鈹（ Be） 。 冷卻水 27 荷蘭 Philips公司第二代陶瓷 X射線管 ? 焦點三維精確定位 (預(yù)校準模塊化的基礎(chǔ)） ? 陶瓷燈體 ? 絕緣度高 ? 重量輕 ? 超長壽命 ? 無需校準 28 美國熱電瑞士 ARL公司 ? 新型陶瓷 X光管 Xray Tubes Ceramic Tube（陶瓷光管） Glass Tube（玻璃光管） Possible targets are Cu, Cr, Fe, Co or Mo 可有的靶材為： Cu， Cr， Fe， Co 或 Mo 29 三、 X射線光管分類 ? a. 按制造材料 可分： 玻璃光管 和 金屬陶瓷光管 。 靶的焦點形狀及接收方向 ? 衍射工作，希望 X光 有： ? 較小焦點 （分辨本領(lǐng)高） ， ? 較高強度 （曝光時間短） ? X射線出射角：常與靶面成 3o～ 8o（常為 6o） ? 表觀焦點： ? 短邊： 表觀焦點為正方 ， 強度高。 ? 特點： ? X射線波長從一最小值 λSWL向長波方向延伸，強度在 λm 處 最大值。 33 ? 當管壓不變， 管流 ↑→各波長 X射線 強度 ↑，但 λSWL 、λm不變 。 ? 如：當管流 I =10mA時， 電子數(shù)目 n ＝ 1016個 /秒。 ? 極限情況： 電子能量＝光子能量 ，即 SW LhchveV??（光子能量）（電子能量）＝ m a x 將 V和 λ以 kV和 nm為單位 ， 其它常數(shù)代入上式 ， 則有： 1 . 2 4 ()S W Lhc nme V V? ??36 何以存在強度極大值？ ? 連續(xù)譜強度極大值存在原因： ? X 射線強度： 指在垂直于 X光傳播方向的 單位面積 上，在 單位時間 內(nèi) 光量子數(shù)目的能量總和。 21 i Z VKI ＝連式中： Z－ 陽極靶的原子序數(shù)； i－管電流（ mA）； V－管壓（ KV）； K1－常數(shù)約為 ～ 109。 如圖： Mo靶 35kV ( )的譜線。 特征 X射線 二、 實驗規(guī)律 ? 陽極靶材（ Z）不同，產(chǎn)生的特征 X射線的波長也不同。 nVVCiI ）＝ 激特征 ?(? 當管壓 V 超過 激發(fā)電壓 時， ? 特征 X射線強度隨管電壓 U 和管電流 i的提高而增大。 nVVCiI ）＝ 激特征 ?(21 i Z VKI ＝連? X光管電壓 V＝（ 3～ 5） V激 時，產(chǎn)生的 特征 X射線 與 連續(xù) X射線 的 比率 為最大 44 三、產(chǎn)生機理的分析（ 1） ? 特征 X射線產(chǎn)生機理 與連續(xù) X射線不同，它與陽極靶物質(zhì)的原子結(jié)構(gòu)緊密相關(guān)的。 KL EEE ???45 三、產(chǎn)生機理的分析（ 2） ? 4. 這多余能量以一個 X射線光量子 的形式輻射出來，則 光子能量 ： 內(nèi)層電子躍遷輻射 X射線示意圖 ?? /hchE KL ???? 5. 對原子序數(shù) Z 的物質(zhì)，各原子能級的能量是固有的，所以， ΔEKL便為固有值， λ也是固有的。 ? 原子系統(tǒng)中各能級能量不同，且各能級間能量差也不均布， 愈靠近原子核的相鄰能級間的能量差愈大。實驗證明： Kα由 Kα1 和 Kα2 雙線組成的。散射： 主要是物質(zhì)原子的 核外電子 與 X射線 相互作用的結(jié)果，不同的核外電子 會產(chǎn)生兩種不同散射效應(yīng)。 ? 當入射 X射線為非偏振時，在空間一點 P的 相干散射強度： 22c os1)()4(2222020 ??? ??meRIIe I0－ 入射線強度 ； μ0＝ 4π 10－ 7 m X射線非相干散射 ? ① 電子： 將 被撞離原方向 并帶走光子部分動能 成為 反沖電子； ? ② X光： 因碰撞而損失部分能量，其 波長增加， 并與原方向 偏離 2θ角。 56 ? ⑤ 經(jīng)典電磁理論： 不能解釋 Δλ存在及隨 2θ而改變現(xiàn)象，此散射現(xiàn)象和定量關(guān)系 遵守量子理論規(guī)律， 也叫 量子散射 。 57 ? ⑧ 非相干散射效應(yīng)： 由 美國物理學(xué)家 康普頓 （ ） 在1923年發(fā)現(xiàn)的， 也稱 康普頓散射。 ? 當 強度為 I0 的 X射線照射到 厚度 t 的均勻物質(zhì)上，在通過深度為 x 處 的 dx厚度 的物質(zhì)時， 強度衰減 與 dx成正比。用 質(zhì)量吸收系數(shù) μm [cm2／ g] ： ??? lm ?－吸收體密度，物質(zhì)固有值； ? －物質(zhì)固有值，可查表。 61 ? 元素 化合物、固溶體 或 混合物 質(zhì)量 吸收系數(shù)計算： 混合物 、 化合物 的 質(zhì)量吸收系數(shù)： 為 各組分的質(zhì)量吸收系數(shù)（ μmi ） 與其 質(zhì)量分數(shù)（ Wi ）乘積和 。 63 ? 產(chǎn)生 K系熒光輻射條件： 入射光子能量 hν須大于或等于 K層電子的逸出功 WK， 即： VK－ 把原子中 K層 電子擊出 所需的 最小激發(fā)電壓。 ? 在質(zhì)量吸收系數(shù)曲線（ μmλ）上，表現(xiàn)為 吸收系數(shù)的突變， 此對應(yīng)波長稱 吸收限 λK 。 67 二、俄歇（ Auger）效應(yīng)（一） ? 俄歇效應(yīng) : 當 K層電子被擊出，原子處 K激發(fā)態(tài)，能量為EK。 ?光電子 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 176。 176。 ? 俄歇電子能量很低： 只有 幾百 eV， 深處信號測量不到。
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