x射線物理學(xué)基礎(chǔ)ppt課件-閱讀頁
2025-05-27 02:40本頁面
【正文】 強(qiáng)度約為 Kα 2的兩倍。 nm4104 ???? ?莫塞萊定律 ? 特征 X射線譜的波長只與陽極靶物質(zhì)的原子結(jié)構(gòu)有關(guān)，與其它外界因素?zé)o關(guān)，是物質(zhì)的固有特性。 U/UK=4時， I特 /I連 最大 ，此時連續(xù)譜造成的衍射背影最小。 ? 輕元素的 K系輻射波長值大，容易被 X射線管窗口，甚至空氣所吸收而不好利用。 ? 所以，采用單色輻射的衍射實驗宜用 Cr、 Fe、 Co、Cu、 Mo等靶材的 X射線管。 就其能量轉(zhuǎn)換而言 ， 一束 X射線通過物質(zhì)時 ， 可分為三部分：一部分被散射 ， 一部分被吸收 ， 一部分透過物質(zhì)繼續(xù)沿原來的方向傳播 。 一、 X射線的散射 二、 X射線的吸收 三、吸收限的應(yīng)用 四、 X射線的衰減規(guī)律 五、 X射線與物質(zhì)相互作用總結(jié) 一、 X射線的散射 ? 當(dāng)入射線與原子內(nèi)受核束縛較緊的電子相遇時，光量子能量不足以使原子電離，但電子可在 X射線交變電磁場作用下發(fā)生受迫振動，這樣的電子就成為一個電磁波的發(fā)射源，向周圍輻射與 X射線波長相同的輻射，因為各電子所散射的射線波長相同，有可能相互干涉，故稱相干散射。 ? 相干散射是 X射線在晶體中產(chǎn)生衍射現(xiàn)象的基礎(chǔ)。 ? 散射線分布于各個方向，波長隨散射方向不同而改變，不能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。 ? 非相干散射的波長變化為： ? 非相干散射不能參與晶體對 X射線的衍射，但也無法防止，它分布于各個方向，強(qiáng)度隨 sinθ/λ的增加而增大。 ????? 239。 物質(zhì)對 X射線的吸收主要是由原子內(nèi)部的電子躍遷而引起的 。 光電效應(yīng) 俄歇效應(yīng) 光電效應(yīng)－光電子和熒光 X射線 ? 當(dāng)入射光量子的能量 等于或略大于 吸收體原子某殼層電子的結(jié)合能（即該層電子激發(fā)態(tài)能量）時，此光量子就很容易被電子吸收，獲得能量的電子從內(nèi)層溢出，成為自由電子，稱光電子 ，原子則處于相應(yīng)的激發(fā)態(tài)，這種原子被入射輻射電離的現(xiàn)象即光電效應(yīng)。 ? 由入射 X射線所激發(fā)出來的特征 X射線稱熒光 X射線（二次特征 X射線） 。 ? 從 X射線激發(fā)光電效應(yīng)的角度，稱 λK為激發(fā)限； 從 X射線被物質(zhì)吸收的角度，稱 λK為吸收限 。 KKKK eUhch ??? ???KK U?? λK： nm ， UK： KV 俄歇效應(yīng) ? 原子中一個 K層電子被入射光量子擊出后， L層一個電子躍入 K層填補(bǔ)空位，此時多余的能量不以輻射 X光量子的方式放出，而是另一個 L層電子獲得能量躍出吸收體，這樣 一個K層空位被兩個 L層空位代替 的過程稱 俄歇效應(yīng) ，躍出的 L層電子稱 俄歇電子 。 ? 俄歇電子的能量很低，一般為幾百電子伏，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。 ? X射線穿過物質(zhì)時會引起熱效應(yīng)，一部分能量轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮堋? IKβ/IKα~1/500 ? Z靶 ＜ 40時， Z濾 ＝ Z靶 － 1 Z靶 ≥40時， Z濾 ＝ Z靶 － 2 濾波片的選擇 ?? ??? KKK ??紅－濾波片 黑－靶 銅輻射通過鎳濾波片前后的強(qiáng)度比較 根據(jù)樣品成分選擇陽極靶 Z靶 ＝ Z試樣 ＋ 1 Z靶 Z試樣 紅－試樣 黑－靶 原則： Z靶 ≤Z試樣＋ 1 或 Z靶 Z試樣 四、 X射線的衰減規(guī)律 X射線通過物質(zhì)后的衰減 X射線強(qiáng)度衰減量 dI與入射線強(qiáng)度 I和層厚 dx有關(guān)，即 Id xdIl???dXIdIHlIIH?? ??00?HH leII???0IH/I0稱穿透系數(shù)或透射系數(shù) HII Hl /)/ln ( 0??? 為常數(shù)，與入射的波長及物質(zhì)有關(guān)，稱為物質(zhì)對 X射線的線吸收系數(shù)（也稱線衰減系數(shù)）。 l?l? 與物質(zhì)的密度成正比，即與物質(zhì)的存在狀態(tài)有關(guān)。 ?物理意義： 單位重量物質(zhì)（ 1CM2穿透截面積）對 X射線 的衰減程度 。 ? 但隨波長的降低，質(zhì)量吸收系數(shù)并非呈連續(xù)變化，而是在某些波長位置上突然升高，出現(xiàn)了 吸收限 。但因其波長太短， K電子不易吸收這樣的光子能量，因此吸收系數(shù)小。 ? 如果入射 X射線的波長比 λK稍大一點，此時入射光子的能量已不能打出 K電子，不產(chǎn)生 K吸收；而對于 L層電子來說，入射光子的能量又過大，也不易被吸收。 ? 同理，可解釋 K吸收限至 L吸收限之間曲線的變化規(guī)律。 ? 電震的危險在高壓儀器的周圍是經(jīng)常地存在的 ， X射線的陰極端為危險的源泉 。 ? 輻射損傷是過量的 X射線對人體產(chǎn)生有害影響 。 安全措施有：嚴(yán)格遵守安全條例 、 配帶筆狀劑量儀 、 避免身體直接暴露在 X射線下 、 定期進(jìn)行身體檢查和驗血
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