x射線物理學(xué)基礎(chǔ)ppt課件-在線瀏覽
2025-06-29 02:40本頁面
【正文】 具有質(zhì)量、能量和動(dòng)量。反映物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的分立性。 ???hch ???hp ?四、 X射線的產(chǎn)生 產(chǎn)生原理 高速運(yùn)動(dòng)的電子與物體碰撞時(shí)，發(fā)生能量轉(zhuǎn)換，電子的運(yùn)動(dòng)受阻失去動(dòng)能，其中一小部分（ 1％左右）能量轉(zhuǎn)變?yōu)?X射線，而絕大部分（ 99％左右）能量轉(zhuǎn)變成熱能使物體溫度升高。 ?施加在陰極和陽極之間的高壓 ， 用以加速自由電子朝陽極靶方向加速運(yùn)動(dòng)； ?將陰 、 陽極封閉在＞ 103Pa的高真空中 ， 保持兩級(jí)純潔 ， 促使加速電子無阻地撞擊到陽極靶上 。 常用靶材： Cu 、 Fe、 Co、 Ni、 Cr 、 Mo、 Ag、 W等 高速運(yùn)動(dòng)電子的動(dòng)能僅 1％左右轉(zhuǎn)變成 X射線， 99％轉(zhuǎn)變成熱能，為避免燒熔靶面，常通水冷卻。 ? 焦點(diǎn)： 陽極靶面被電子束轟擊的地方，正是從這塊面積上發(fā)射出 X射線。焦點(diǎn)的形狀取決于燈絲的形狀，螺形燈絲產(chǎn)生長方形焦點(diǎn)。 ? 窗口： X射線從管內(nèi)出射的地方，常開設(shè) 2或 4個(gè)。窗口與靶面常成 6o的斜角。對(duì)于直角靶面，最好沿靶面方向接收。 X射線接收方向 ? 上述常用 X射線管的功率為 500～ 3000W。 ? 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(huì)燒熔靶面。 旋轉(zhuǎn)陽極靶示意圖 第二節(jié) X射線譜 X射線譜： X射線的強(qiáng)度隨波長變化的關(guān)系曲線 X射線有兩種波譜： 一、連續(xù) X射線譜 二、特征 X射線譜 鉬靶 X射線管發(fā)出的 X射線譜 一、連續(xù) X射線譜 ? 由波長連續(xù)變化的 X射線構(gòu)成，和白光相似，是多種波長的混合體，故也稱白色 X射線或多色 X射線。 ? 波長從短波限向長波方向伸展，可達(dá)無窮大。 連續(xù)譜示意圖 實(shí)驗(yàn)規(guī)律 ? 當(dāng)提高管電壓 U時(shí) (i、 Z不變 ) ，各波長 X射線的強(qiáng)度都提高，短波限 λ0和強(qiáng)度最大值對(duì)應(yīng)的 λ m減小。 ? 在相同管電壓和管電流下，陽極靶材的原子序數(shù) Z越高，連續(xù)譜的強(qiáng)度越大，但 λ0 和 λ m相同。 ? 單位時(shí)間內(nèi)到達(dá)陽極靶面的電子數(shù)目是極大量的，極大數(shù)量的電子射到陽極靶上的條件和時(shí)間不可能是一樣的，絕大多數(shù)電子要經(jīng)歷多次碰撞，產(chǎn)生能量各不相同的輻射，因此出現(xiàn)連續(xù) X射線譜。它是由電子一次碰撞就耗盡能量所產(chǎn)生的 X射線。 U－電子通過兩極時(shí)的電壓降； 普朗克常數(shù) h＝ 1034JS1 0m a x ??hcheU ??UeUhc 0 ???λ 0： nm， U：千伏 短波限只與管電壓有關(guān)，不受其它因素的影響。 U（ KV） 20 30 40 50 λ 0（ nm） 絕大多數(shù)到達(dá)陽極靶面的電子經(jīng)多次碰撞消耗其能量，每次碰撞產(chǎn)生一個(gè)光量子，故其能量均小于電子能量，而得波長大于 λ 0的不同波長的輻射，構(gòu)成連續(xù)譜。 常用的單位是 J/。 在連續(xù)譜中 ， 強(qiáng)度最大值不在短波限處 ， 而是位于 0附近 。 I連 與管電壓、管電流、陽極靶的原子序數(shù)存在如下關(guān)系： Z為陽極靶的原子序數(shù)， U為管電壓（千伏）， i 為管電流（毫安）， K=(~) 109。 W： Z＝ 74， U＝ 100KV；則 η ＝ 1％ K Z UiUi Z UKXX ??? 2射線管功率射線總強(qiáng)度連續(xù)?二、特征 X射線譜 鉬靶 X射線管發(fā)出的 X射線譜 U＝ 35KV 特征 X射線譜由一定波長的若干 X射線疊加在連續(xù) X射線譜上構(gòu)成，它和單色的可見光相似，具有一定的波長，故稱單色 X射線。 特征 X射線譜的特征 產(chǎn)生機(jī)理 莫塞萊定律 特征 X射線的強(qiáng)度 陽極靶的選擇 特征 X射線譜的特征 ? 當(dāng)管電壓超過某臨界值時(shí)特征譜才會(huì)出現(xiàn)，該臨界電壓稱激發(fā)電壓。 ? 當(dāng)管電壓繼續(xù)增加時(shí)，特征譜強(qiáng)度增加，但對(duì)應(yīng)的波長保持不變。 ? 特征 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。在電子轟擊陽極的過程中，當(dāng)某個(gè)具有足夠能量的電子將陽極靶原子的 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) 。 機(jī)理： ? 由不同外層上的電子躍遷至同一內(nèi)層上來而輻射的特征譜線屬于同一線系，并按電子躍遷所跨越的電子能級(jí)數(shù)目多少的順序，將這同一線系的譜線分別標(biāo)以 α、 β、 γ等符號(hào)。L→K 填充空位時(shí)，產(chǎn)生 Kα輻射； M →K 填充空位時(shí)產(chǎn)生 Kβ輻射。 M系輻射。 1；△ j＝ 0， 177。 ?電子躍遷選擇定則： △ l＝ 177。 1 Kα 雙線系電子分別由 LⅢ 和 LⅡ 兩個(gè)亞層躍遷到 K層時(shí)產(chǎn)生的輻射， LⅢ 亞層上四個(gè)電子躍遷至 K層幾率比 LⅡ 上二個(gè)電子躍遷幾率大一倍，故 Kα 1譜線的
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