xray原理及與物質(zhì)作用-文庫吧資料
2025-05-13 18:15本頁面
【正文】 用 σ m仍表示散射系數(shù)， τ m表示吸收系數(shù)。 ? 工作中有時需要計(jì)算 i個元素組成的化合物、混合物、合金和溶液等的質(zhì)量衰減系數(shù) μ m。 ? 線衰減系數(shù) μ ＝－ 1n（ IH/I0） /H表示單位體積物質(zhì)對 X射線的衰減程度，它與物質(zhì)的密度 ρ 成正比，即與物質(zhì)的存在狀態(tài)有關(guān)。 ? 實(shí)驗(yàn)證明， X射線透過物質(zhì)時引起的強(qiáng)度衰減與所通過的距離成正比 ? ?xII dIdIIdI ??????X射線的衰減規(guī)律 X射線的衰減規(guī)律 ? 對（ 112）式積分求出強(qiáng)度為 I0的 X射線從物體表面（即 x＝ 0）穿透厚度 H后的強(qiáng)度 IH: IH＝ I0exp(μH) ? 式中 IH/I0稱穿透系數(shù)，而 μ 為線衰減系數(shù)。 ? 為了得到強(qiáng)度的衰減規(guī)律，現(xiàn)取離表面為 x的一薄層 dx進(jìn)行分析。不過，俄歇電子的能量很低，一般為幾百 eV，其平均自由程非常短，人們能夠檢測到的只是表面兩三個原子層發(fā)出的俄歇電子，因此，俄歇譜儀是研究物質(zhì)表面微區(qū)成分的有力工具。即 K層的一個空位被 L層的兩個空位所代替，這種現(xiàn)象稱俄歇效應(yīng) . ? 從 L層跳出原子的電子稱 KLL俄歇電子。如果一個 L層電子來填充這個空位， K電離就變成 L電離，其能量由 EK變成 EL，此時將釋放 EKEL的能量。 ? 從 X射線激發(fā)光電效應(yīng)的角度，稱 λ K為激發(fā)限 ；然而，從 X射線被物質(zhì)吸收的角度，則稱 λ K為吸收限 。（ 1－ 4）式和（ 1－11）式形式上非常相似，但物理意義完全不同。 ? X射線通過物質(zhì)時產(chǎn)生的光電效應(yīng)和俄歇效應(yīng)，使入射 X射線的能量變成 光電子、俄歇電子和熒光 X射線 的能量，使 X射線強(qiáng)度被衰減，是物質(zhì)對 X射線的真吸收過程。 ????? 小結(jié) 相干散射 因?yàn)槭窍喔刹ㄋ钥梢愿缮婕訌?qiáng) . 只有相干散射才能產(chǎn)生衍射 ,所以相干散射是 X射線衍射基礎(chǔ) 不相干散射 因?yàn)椴幌喔缮⑸洳荒芨缮婕訌?qiáng)產(chǎn)生衍射 ,所以不相干散射只是衍射的背底 X射線的吸收 ? 物質(zhì)對 X射線的吸收，是指 X射線通過物質(zhì)時光子的能量變成了其他形式時能量。散射 X射線的波長（ λ ‘）比入射 x射線的波長（ λ ）長，其差值與角度 α 之間存在如右關(guān)系： ? 不相干散射在衍射圖相上成為連續(xù)的背底，其強(qiáng)度隨（ sinθ/λ ）的增加而增大，在底片中心處（ λ 射線與底片相交處）強(qiáng)度最小， α 越大，強(qiáng)度越大。 不相干散射 ? 入射 X射線遇到約束松的電子時，將電子撞至一方，成為反沖電子。 ? X射線經(jīng)束縛力不大的電子（如輕原子中的電子）或自由電子散射后，可以得到波長比入射 X射線長的 X射線，且波長隨散射方向不同而改變。 ? 由于散射線與入射線的波長和頻率一致，位相固定，在相同方向上各散射波符合相干條件，故稱為 相干散射 。 X射線的散射 ? 當(dāng) X射線通過物質(zhì)時，物質(zhì)原子的電子在電磁場的作用下將產(chǎn)生受迫振動，其振動頻率與入射 X射線的頻率相同。 它是 X射線光譜分析的基本依據(jù) ? ??? ?? ZK1X射線與物質(zhì)的相互作用 ? X射線與物質(zhì)的相互作用，是一個比較復(fù)雜的物理過程。 是醫(yī)學(xué)采用的 特征譜 (硬 X射線 ) 高能級電子回跳到低能級多余能量轉(zhuǎn)換成電磁波 僅在特定波長處有特別強(qiáng)的強(qiáng)度峰 衍射分析采用 莫色萊定律 ? 特征 X射線譜的頻率（或波長）只與陽極靶物質(zhì)的原子結(jié)構(gòu)有關(guān)，而與其他外界因素?zé)o關(guān)，是物質(zhì)的固有特性。 Kα雙線系電子分別由 LⅢ 和 LⅡ 兩個亞層躍遷到 K層時產(chǎn)生的輻射，而由 LI亞層到 K層因不符合選擇定則（此時 Δl＝ 0），因此沒有輻射。 ? Kα雙線的產(chǎn)生與原子能級的精細(xì)結(jié)構(gòu)相關(guān)。因此，當(dāng)原子受到 K激發(fā)時，除產(chǎn)生 K系輻射外，還將伴生 L、 M…… 等系的輻射。 M能級與 K能級之差大于 L能級與 K能級之差，即一個 Kβ光子的能量大于一個 Kα光子的能量； 但因 L→K 層躍遷的幾率比M→K 遷附幾率大，故 Kα輻射強(qiáng)度比 Kβ輻射強(qiáng)度大五倍左右。 ? 當(dāng) K電子被打出 K層時，如 L層電子來填充 K空位時，則產(chǎn)生Kα輻射。原子從高能態(tài)變成低能態(tài)時，多出的能量以 X射線形式輻射出來。其臨界值為 eVK＝ WK ， VK稱之臨界激發(fā)電壓。 ? 如果 K層電子被擊出 K層，稱 K激發(fā)， L層電子被擊出 L層，稱 L激發(fā)，其余各層依此類推。 ? 但當(dāng)管電壓達(dá)到或超過某一臨界值時，則陰極發(fā)出的電子在電場加速下，可以將靶物質(zhì)原子深層的電子擊到能量較高的外部殼層或擊出原子外，使原子電離。這兩條譜線稱鉬的 K系 ? 特征 X射線的產(chǎn)生機(jī)理 ? 特征 X射線的產(chǎn)生機(jī)理與靶物質(zhì)的原子結(jié)構(gòu)有關(guān)。 ? 鉬靶 X射線管當(dāng)管電壓等于或高于20KV時，則除連續(xù) X射線譜外，位于一定波長處還疊加有少數(shù)強(qiáng)譜線，它們即特征 X射線譜。 K Z ViZi Z VKX X ???2射線管功率射線總強(qiáng)度連續(xù)?X射線譜 特征 X射線譜 ? 當(dāng)管電壓超過某臨界值時，特征譜才會出現(xiàn)，該臨界電壓稱激發(fā)電壓。 都有一個最短波長 ， 稱之短波限 λ 0， 強(qiáng)度的最大值在 λ 0的 。 ? 大量的電子在到達(dá)靶面的時間 、 條件均不同 ， 而且還有多次碰撞 ， 因而產(chǎn)生不同能量不同強(qiáng)度
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