x射線物理學(xué)基礎(chǔ)2學(xué)時(shí)(參考版)
2025-01-11 11:36本頁(yè)面
【正文】 ? 何謂 連續(xù) X射線 和 特征 X射線 ？ 試解釋產(chǎn)生的原因 。 ? 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中嚴(yán)格遵守操作規(guī)程 。 在進(jìn)行 X射線分析時(shí)應(yīng)該注意對(duì) X射線的防護(hù) ， 不要讓 X射線直接照射人體 。 西南科技大學(xué)分析測(cè)試中心 ? X射線的安全防護(hù) ? X射線對(duì)人體有一定的危害 。 ? 當(dāng) Z靶 ＜ 40時(shí) ， Z濾 =Z靶 1 ? 當(dāng) Z靶 ≥40時(shí) ， Z濾 =Z靶 2 西南科技大學(xué)分析測(cè)試中心 X射線的探測(cè)與防護(hù) ? X射線的探測(cè) ? 熒光屏法 ? 照相法 ? 輻射探測(cè)器法 ： X射線光子對(duì)氣體和某些固態(tài)物質(zhì)的 電離作用 可以用來(lái)檢查 X射線的存在與否和測(cè)量它和強(qiáng)度 。 濾波片的材料依靶的材料而定 。我們可以應(yīng)用某些材料對(duì) X射線吸收的特性 ，將其中的 Kβ線過(guò)濾掉 。 ? 但實(shí)際上 ， 如上所述 ，K系特征譜線包括兩條譜線 。 ? 在某些波長(zhǎng)的位置上產(chǎn)生 跳躍式的突變 ， 即存在吸收限 （ 或吸收邊 ）或激發(fā)限 。 33 ZKm ?? ?西南科技大學(xué)分析測(cè)試中心 ? 吸收系數(shù)隨波長(zhǎng)的增大而增大 , 且在 一定區(qū)間內(nèi)是連續(xù)變化的 。 ? μm隨 Z和 λ的變化是 不連續(xù) 的 ， 其間被尖銳的突變分開(kāi) 。定義如下： μm＝ μ/ρ 式中 ρ為物質(zhì)的密度 。 即： dI＝ μI0dx 式中 μ稱為線性衰減系數(shù) 。 ? 線性衰減系數(shù) ? 質(zhì)量衰減系數(shù) 西南科技大學(xué)分析測(cè)試中心 線性衰減系數(shù) ? 當(dāng)一束 X射線通過(guò)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 。 其中 ，因散射引起的衰減遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于因吸收導(dǎo)致的衰減量 。 利用該原理制造的俄歇能譜儀主要用于分析材料表面的成分 。 故稱俄歇效應(yīng) ， 產(chǎn)生的 二次電子 稱 俄歇電子 。 西南科技大學(xué)分析測(cè)試中心 ? 當(dāng)高能級(jí)的電子向低能級(jí)躍遷時(shí) ， 能量不是產(chǎn)生二次 X射線 ， 而是被周?chē)硞€(gè)殼層上的電子所 吸收 ， 并促使該電子受激發(fā)逸出原子成為二次電子 。 ? 所謂 光電效應(yīng) ， 指當(dāng)用 X射線轟擊物質(zhì)時(shí) ， 若X射線的能量大于物質(zhì)原子對(duì)其內(nèi)層電子的束縛力時(shí) ， 入射 X射線光子的能量就會(huì)被吸收 ，從而導(dǎo)致其 內(nèi)層電子 （ 如 K層電子 ） 被激發(fā) ，并使高能級(jí)上的電子產(chǎn)生躍遷 ， 發(fā)射新的特征X射線 。 西南科技大學(xué)分析測(cè)試中心 X射線的吸收（光電效應(yīng)與俄歇效應(yīng)） ? 物質(zhì)對(duì) X射線的吸收主要是由原子內(nèi)部的 電子躍遷 而引起的 。 ? 相對(duì)于入射 X射線 ， 散射 X射線的波長(zhǎng) 變長(zhǎng)了 。 由于散射 X射線中各個(gè)光子能量減少的程度不相等 ， 因此所散射的光子相互之間不會(huì)發(fā)生干涉 ， 這種散射稱為 非相干散射 。 ? 各散射波之間符合 振動(dòng)方向相同 、 頻率相同 、 位相差恒定 的干涉條件 ， 可產(chǎn)生干涉作用 。 ? 相干散射的特點(diǎn)： ? X射線與物質(zhì)原子中 束縛較緊的電子 作用 。 因此 ， 各散射線之間將相互產(chǎn)生干涉 ， 這種散射稱 相干散射 。 就其 能量轉(zhuǎn)換 而言 ， 一束 X射線通過(guò)物質(zhì)時(shí) ， 可分為三部分：一部分被 散射 ， 一部分被 吸收 ， 一部分 透過(guò)物質(zhì)繼續(xù)沿原來(lái)的方向傳播 。 ? Moseley 定律 ：元素?zé)晒?X射線的波長(zhǎng) (?)隨元素原子序數(shù) (Z)增加 ， 有規(guī)律地向短波方向移動(dòng) 。 ? 產(chǎn)生特征 X射線的最低電壓稱 激發(fā)電壓 。 在電子轟擊陽(yáng)極的過(guò)程中 ， 當(dāng)某個(gè)具有足夠能量的電子將陽(yáng)極靶原子的 內(nèi)層電子擊出時(shí) ， 于是在低能級(jí)上出現(xiàn)空位 ，系統(tǒng)能量升高 ， 處于 不穩(wěn)定激發(fā)態(tài) 。 西南科技大學(xué)分析測(cè)試中心 特征 X射線及產(chǎn)生機(jī)理 ? 特征 X射線譜的產(chǎn)生機(jī)理與陽(yáng)極物質(zhì) （ 靶 ） 的原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊密相關(guān) 。
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