资源描述：
《最新原子物理学课件6幻灯片.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、原子物理学课件6§6.1X射线的发现及其波性X射线的发现2.X射线的衍射3.X射线的偏振2在前面的学习中，我们发现原子的能级和光谱都由原子的外层电子决定的，那么内层的电子是否能发生跃迁而产生光谱呢？这正是下面我们要讨论的问题。1807年，道尔顿的原子学说把哲学意义上的原子论推广到科学的原子论。十九世纪末，连续三年的三大发现，首开了人们向微观世界进军的先河，其中之一就是X射线的发现：（1）1895年，德国的伦琴(Rontgen)发现X射线；（2）1896年，法国的贝克勒尔(Becguerel)发现了放
2、射性；（3）1897年，英国的汤姆逊(Thomson)发现了电子。3为了弄清X射线产生的机制，贝克勒尔把一块荧光物质（铀的化合物--钾铀酰硫酸盐晶体）放在用黑纸包住的照相底片上，经过太阳晒后，在底片上发现了与荧光物质形状相同的“像”。一次偶然的机会使他发现，未经太阳曝晒的底片冲出来后，出现了很深的感光黑影，这使他非常吃惊！是什么使底片感光呢？跟荧光物质是否有关呢？他进一步用不发荧光的铀化合物进行实验，同样使底片感光；可见铀化合物能发出一种肉眼看不见的射线，与荧光无关。1896年3月2日，他向法国科学
3、院报告了这一惊人的发现，从此打开了一个新的研究领域。放射线的发现看似偶然，但正如杨振宁先生在评价这一故事时所说的那样，“科学家的‘灵感’对科学家的发现‘非常重要’；这种灵感必源于他的丰富的实践和经验。”7在X射线发现三个月后，维也讷的医院在外科医疗中便首次应用X射线来拍片。当时英国一位著名外科医生托马斯.亨利称之为“诊断史上的一个最大的里程碑”。1901年12月10日，第一届诺贝尔物理学奖被授予德国物理学家伦琴，以表彰他发现了X射线。8X射线下……9X射线管的结构：K为阴极，A为阳极，管内为真空，加
4、热的阴极发射的电子在电场的作用下几乎无阻挡地打向阳极，电子打在阳极即发射出X射线。＿K+A10X射线的波长因打在阳极上的电子能量的不同而异。当称硬X射线；称软X射线。X射线的性质：1）X射线能使照相底片感光；2）X射线有很大的贯穿本领；3）X射线能使某些物质的原子、分子电离；4）X射线是不可见光，它能使某些物质发出可见光的荧光；5）X射线本质上是一种电磁波，同此它具有反射、折射、衍射、偏振等性质。112.X射线的衍射1913年布喇格父子建立了布喇格公式.不但能解释劳厄斑点,而且能用于对晶体结构的研究
5、。劳厄因研究晶体的X射线获1941年诺贝尔物理奖。Bragg父子（英）当能量很高的X射线射到晶体各层面的原子时，原子中的电子将发生强迫振荡，从而向周围发射同频率的电磁波，即产生了电磁波的散射，而每个原子则是散射的子波波源。劳厄斑正是散射的电磁波的叠加。12原子受迫振动发出电磁波如图所示,设晶面上两原子间距为d,两条衍射线的光程差为:相干叠加的极大值条件是:可证明,一个晶面的高级次的极大,正好相当于另一晶面的零级极大,因而,为简化问题,对每一晶面只取零级极大,得：因此在分析问题时，掠射角可不加脚标，直
6、接用θ表示。同一晶面内子波的叠加13相邻晶面间的子波的叠加若入射线中有几种波长的射线,则产生的衍射极大就有几个,所有这些衍射极大,在屏上给出各自的亮点形成了劳厄斑.aADa′bb′CB相邻晶面间两条衍射波之间的光程差为：相干叠加极大值条件：利用布喇格衍射公式可测量X射线的波长.也可测未知晶体的晶格常数.布喇格晶体衍射公式1415X射线衍射的应用实例1、已知X射线的波长测定晶体的晶格常数。2、1953年英国的威尔金斯、沃森和克里克利用X射线的结构分析得到了遗传基因脱氧核糖核酸（DNA)的双螺旋结构,获
7、1962年诺贝尔生物和医学奖。应用领域非常广泛，如点阵常数（晶格常数）的精密测定、X射线物相分析以及X射线应力的测定等。主要介绍两点。16这张X射线衍射图使我们发现了DNA分子的双螺旋结构，右图是一小部分DNA分子的模型图。DNA分子通常是呈螺旋和折叠状存于染色体内，如果把它展开大约有1m长。173.X射线的偏振X射线是电磁波，故它一定是横波。巴克拉用如图所示的双散射体实验证明了X射线的横波性。18§6.2X射线的产生和发射谱1.X射线的连续谱2.X射线的特征（标识）谱莫塞莱定律3.特征辐射的标记方
8、法4.俄歇电子5.电子跃迁诱发原子核激发19X射线由两部分构成，一部分波长连续变化，称为连续谱；另一部分波长是分立的，与靶材料有关，成为某种材料的标识，所以称为标识谱，又叫特征谱--它迭加在连续谱上。下面对这两部分谱线的特点和产生机制进行详细分析。测量X射线发射谱的实验装置和结果20连续谱：加速电压不太高时,X射线的强度随波长连续变化。特征谱：加速电压达一定值时,连续谱上叠加着的某些尖峰构成，一定材料做的阳极具有确定的临界电压（开始出现尖峰时的电压）,可用来识别元素.
