《X射线的性质》PPT课件

《《X射线的性质》PPT课件》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、X射线衍射分析技术参考书：1)周玉：材料分析方法，机械工业出版社，20042）周玉：材料分析测试技术，哈尔滨工业大学出版社，20013)李树棠：金属X射线衍射与电子显微分析技术，冶金工业出版社，1980第一章X射线的物理学基础X射线的发现和研究历程1895年，伦琴发现X射线;1912年，劳厄发现X射线衍射－X射线是电磁波;1913年，布拉格提出X射线衍射公式－测量晶体结构，d，，关系;1913年，莫塞莱确定X射线标识谱线－能级跃迁;1917年，康普顿发现康普顿效应－非弹性散射；1956年，西格班创建X射线光电子能谱学－成分分析。1.1X射线的性质X射线是一种

2、与可见光完全相同的电磁波，是由高速带电粒子与物质原子中的内层电子作用而产生的。能量大，波长短，穿透物质的能力强。101510－410－610－710－810－1110－1210－1310－15波长，mX射线波长：0.01－10nm用于衍射分析的X射线：0.05～0.25nm1、X射线波长无线电波红外线可见光紫外线X射线e射线宇宙射线Cu靶：1.5406AMo靶：0.7071AX射线的波粒二象性1）波动性：有一定的频率和波长，并可以传播现象表现为：干涉效应——晶体衍射。2）粒子性：是具有一定能量的粒子流.现象表现为：光电效应和荧光辐射。对于X射线:频率：ν、波长

3、：λ其光子的能量：ε=h.υ=h.c/λ、动量：p=h/λh——普朗克常数，等于6.625×10-34J.s;c——X射线的速度，等于2.998×1010cm/s.1.2X射线的产生1、产生原理：高速运动的电子与物体（靶）碰撞时，突然减速时，就会发生电磁辐射，此电磁辐射即为x射线。2、X射线产生的基本条件产生自由电子；使电子作定向的高速运动;与靶材相互碰撞，突然减速。3、X射线管的结构阴极：灯丝(钨丝)，通电加热后便能释放出电子。阳极：靶材，通常由纯金属制成(Cr,Fe,Co,Ni,Cu,Mo,Ag,W等)，使电子突然减速并发射X射线。高压：使电子加速；25－5

4、0KV真空管：维持管内高真空，减少对X射线吸收。管流：30－50mA高压：25－50KV1.3X射线谱1、X射线谱：X射线强度随波长而变化的关系曲线，它有两种形式：1)连续X射线谱，2)特征（标识）X射线谱2、连续X射线谱：特征：X射线的波长连续变化（具有连续波长）。原因：高速电子与阳极靶的原子碰撞时，碰撞一次产生一个能量为hv的光子——X射线。到达靶上的电子要经过多次碰撞，逐步把能量释放到零，产生能量各不相同的辐射，因此形成连续X射线谱。短波限0特点：（1）强度随连续变化，（2）随电压增加，X强度增加；向短波方向移动，存在短波限；（3）不同电压，有不同的短

5、波限0UI0iI0不变ZI0不变（I为x射线强度）连续谱的影响因素：管压U;管流i;原子序数Z产生短波限的原因：假设电子在一次碰撞中将全部能量(h)一次转换为一个光量子（即X射线），这个光量子具有最高能量（光量子能量不可能超过电子的能量）,最高能量最短波长。连续谱短波限λ0只与管电压有关，与管电流和靶材无关。连续X射线的强度X射线的强度是指行垂直X射线传播方向的单位面积上在单位时间内所通过的光子数目的能量总和。常用的单位是J/cm2.s.X射线的强度I是由光子能量hυ和它的数目n两个因素决定的,即I=nhυ.连续X射线强度最

6、大值在1.5λ0处。连续谱强度为分布曲线下所包络的面积：X射线的效率:当用钨阳极(Z=74),管电压为100kV,α约为1.1~1.4X10-9,此时,η=1%.x射线管的效率特别低。为获得强的连续X射线谱,常选用原子序数较大的元素和较高的电压值.3、特征（标识）X射线谱特征X射线的产生与阳极物质的原子内部结构紧密相关。原因：（1）靶材中的电子分布在K，L,M,N,…各层，各具有特定的能量。（2）若电子将K层能级中的电子击出，原子将呈K激发态。（3）其他高能态的电子向K层跃迁，放出特定波长的X光子——特征X射线。特征：对一特定靶材，当管电压V增加到某一特定Vk

7、时，在连续谱上某一特定波长0处，产生强度很高的的X射线。若电压继续增加，0不变，仅强度增加，此0为该靶材的特征X射线波长。与靶材（Z）相关，0与V,i无关莫塞莱定律（K和σ是两个常数）开始产生特征X射线的临界电压Vk——激发电压如L层电子跃迁到K层,此时能量降低为:这一能级跃迁，产生一固定波长的X射线对于原子序数为Z的物质而言,各原子能级所具有的能量是固定的,所以,△εkL变为固定值.λ也随之固定。这就是特征X射线波长为定值的原因。LK,KL亚层K,K1,K2MK,KM亚层K,K1，K21)需要最低的管电压Vk（激发电压），它

8、由阳极靶的原子序数Z决定