射线的物理学基础

《射线的物理学基础》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、1X射线的物理学基础物理学院邢晓东xingxd@nankai.edu.cn13662195823课件保存于：cailiaofenxi@163.com密码：xingxiaodong2X射线的物理学基础一、X射线的性质二、X射线的产生三、X射线谱四、X射线与物质的相互作用3X射线的物理学基础一、X射线的性质二、X射线的产生三、X射线谱四、X射线与物质的相互作用4一、X射线的性质（1）引言X射线的发现是19世纪末20世纪初物理学的三大发现（X射线1895年、放射线1896年、电子1897年）之一，这一

2、发现标志着现代物理学的产生。伦琴荣获1901年第一届诺贝尔物理奖；贝克勒尔，居里1903年；汤姆逊1906年；5一、X射线的性质（2）发现X射线1894年11月8日，德国物理学家伦琴在研究阴极射线管的高压放电现象时，发现了能使荧光屏发光的一种新射线。1895年12月22日，伦琴和他夫人拍下第一张X射线照片。1895年12月28日，伦琴第一篇研究通讯《一种新射线——初步研究》。伦琴将当时无法确定本质的新射线称为X射线。6一、X射线的性质（3）X射线的主要特征肉眼不可见，但能使荧光物质发出荧光，能使

3、照相底片感光呈直线传播，经过电场或磁场时不发生偏转具有自身的特点（很高的穿透能力、可被物质吸收和减弱、可使空气电离、对生物细胞有杀伤作用等）7一、X射线的性质（4）贡献几个月后被用于医学诊断，后来又用于金属材料和机械零件的探伤。1901年获第一届诺贝尔物理奖。1912年劳厄发现了X射线通过晶体时产生衍射现象，证明了X射线的波动性和晶体内部结构的周期性。（1914诺奖）1912年11月，布拉格利用X射线分析晶体结构，提出著名的布拉格方程，成功解释劳厄的实验。（1915诺奖）8一、X射线的性质（4）

4、贡献图为澳大利亚悉尼大学一名工作人员在审视手中的X射线照片9一、X射线的性质（5）X射线的本质1912年，德国物理学家劳厄（M.V.Laue)等根据理论预见到，并用实验证实：X射线照射晶体时，将产生干涉（即衍射）现象。证明了X射线的本质是电磁波。这是X射线衍射学的第一个里程碑。X射线的本质是波长极短的电磁波；同可见光、紫外线以及其它基本粒子（电子、中子、质子等）都一样，都具有波粒二象性。既有波动性，又有粒子性，都会产生干涉、衍射、吸收和光电效应等。X射线的波长较短，X光子的能量就相对较高，因此它

5、的微粒特性比较明显。10一、X射线的性质（6）X射线的波长度量单位：埃，纳米nmX射线的波长范围为10~0.001nm对应能量0.124~1240KeV波长越长，波动性越明显；波长越短，粒子性越明显；10-1510-1410-1210-1010-810-610-410-2110宇宙射线射线X射线紫外线可见光无线电波红外线图电磁波谱11一、X射线的性质（7）X射线的波粒二象性波动性：X射线以一定的波长和频率在空间传播，反映了物质运动的连续性；X射线干涉、衍射；粒子性：X射线以光子形式辐射和吸收时

6、，具有一定的质量、能量和动量，反映了物质运动的分立性。——λ越小，p和ε越大，X射线穿透能力越强。12一、X射线的性质（8）X射线的分类根据X射线波长的不同，可将X射线分为以下两种：硬X射线：波长短软X射线：波长较长波长愈短穿透能力愈强，用于金属探伤的X射线波长为0.005~0.01nm或更短；适用于晶体结构分析的X射线，波长约为0.05~0.25nm。13一、X射线的性质（9）X射线探测与防护因X射线是人类肉眼看不见的射线，必须使用专门的设备和仪器进行间接探测。探测X射线的主要仪器设备是：荧光

7、屏、照相底片和探测器等。过量的X射线对人体会产生有害影响，且影响程度取决于X射线的强度、波长和人体的受害部位。操作调试时，要严格遵守安全条例，注意采取防护措施，要特别注意不要让身体直接暴露在X射线束照射之中。14X射线的物理学基础一、X射线的性质二、X射线的产生三、X射线谱四、X射线与物质的相互作用15二、X射线的产生（1）X射线的产生条件X射线是由高速运动着的带电粒子（电子）与某种物质撞击突然被阻止时，伴随电子动能的消失或转化而产生的。要获得X射线，必须满足以下条件：（1）产生并发射自由电子的

8、电子源，如加热钨丝发射热电子；（2）在真空中（一般为10-4Pa），使电子作定向的高速运动；（3）在高速电子流的运动路程上设置一障碍物（阳极靶），使高速运动的电子突然受阻而停止下来。16二、X射线的产生（1）X射线的产生条件X射线产生的本质：电子在轰击激发材料时，实际就是电子从原子核附近穿过，受到原子核电磁场的作用（非弹性散射）而偏转减速时释放的多余能量——以连续X射线形式释放；或者是高速电子将原子中的K层电子打出，L层电子跃迁到K层时释放多余的势能，以特征X射线形式释放。17二、X射线的产生（