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1、第一章X射线物理学基础1、X射线谱:连续谱:对X光管施加电压V,并维持-淀管电流i,得到X射线强度和波长的关系曲线,称为连续X射线谱。(连续X射线:高速电子撞击阳极减速时产主的韧致辐射)特征谱:当光管电压v增高到大于阳极靶材相应的某个临界值VK时,即unu临,则在连续谱的某特定波长处出现一些强度高,窄而尖锐的线形光谱峰。(特征x射线:阳极原子在高速电子作用下能级跃迁产生的)短波限:极少数电子一次碰撞将全部能量一次性转化为一个光子,此光子貝最高能量和最短波长(短波限入°2、连续X射线强度:I^=KxiZV~xX射线管效率:若X射线管仅
2、产生连续谱吋,若输入功率为iV,则产生连续X射线效率或X射线管效率八。_连续X射线总强度_KMZ/=KZV则"一■=。可见,管压f,靶材Zt,管效率nt;因常数Kl=(l.l〜1.4)X10-9,很小,即使用W靶(Z=74),管压为lOOkV时,n^l%(Cu:0.1%),故效率是很低的。为提高光管发射连续X射线的效率:①选用重金属靶,②施以高电压,就是这个道理。3、/特征的影响因素:/特征=Cz(U—V激)",罂压V超过激发电压时,特征X射线强度随管电压u和管电流i的提高而增大。特征X射线波长不受光管电压、电流的影响,只决定于阳极
3、靶材元素的原了序数。4、7连续与7舸的比值:X光管电压V=(3〜5)V激时,产生的特征X射线与连续X射线的比率为最大。5、X射线与物质的相互作用(穿透和吸收):(1)X射线的散射:X射线照射物质上时,偏离了原來方向的现象。主要是核外电子与X射线的相互作用,会产主两种散射效应。相干散射:入射X射线与物质原了屮内层电了作用,当X光了能量不足以使电了激发时,将其能量转给电了,电了则绕其平衡位置发生受迫振动,成为发射源向四周辐射与入射X射线波长(振动频率)相同电磁波(即电子散射波)。非相干散射(量子散射):X光子与外层价电子和碰撞时的散射。
4、(2)X射线的吸收:X光通过物质而强度衰减,或被物质吸收。A.质量吸收系数Um[cm2/g]:叶训P,ul为线吸收系数。物理意义:X射线通过单位面积上单位质量物质后强度相对衰减量。um与物质密度P和状态无关;而与物质原子序数z和x射线波长入有关。其经验公式为:/Kkz二B.多元素化合物、固溶体或混合物质量吸收系数计算:混合物、化合物的质量吸收系数:为各组分的质量吸收系数(umi)与其质虽分数(Wi)乘积和。设含组分1、2的物质,质量分数:W】、W2;则混合物质量吸收系数:(W1+W2)=l,“心+6、光电效应:当入射X光子能量等于或
5、略大丁•吸收体物质原子某壳层电子的结合能吋,将内层电子击出,成为自由电子,原子则为激发态,外层电子向内层空位跃迁,并辐射出一•定波长的特征X射线。(光电效应:使入射X射线消耗大量的能量,表现为物质对入射X射线的强烈吸收。)7、俄歇效应:当K层电了被击出,原了处K激发态,能量为E。若LI层电了跃入K层填补空位。能量由Ek->ElI,且释放出多余能量。若能量被另_LI电子或较外层电子所吸收,该电子受激发而逸出,即为俄歇电子。第二章X射线衍射方向1、布拉格定律(1)X射线“反射”和光的反射的区别相似处:入射束、反射束、反射面法线处同一平面
6、;入射角=反射角。故X射线衍射也称为X射线“反射”(reflection)o相异处:有四个方面本质区别。a.X射线衍射:由入射线在品体中所经路程上的所有原子散射波T涉的结果;光的反射:在极表层上产生,且仅在两介质界面上。b.X射线衍射:只在满足布拉格定律的若干个特殊角度上产生(选择性反射);光的反射:可在任意角度。c.光镜而反射效率近100%;而X射线衍射强度却很弱。d.X射线衍射的反射角不同于光的反射角;X射线衍射的入射线与反射线的夹角永远是200(2)布拉格方程的讨论布拉格方程:2〃sin&=必(心1,2,3,…),只是发生衍射
7、的“必要条件”而非“充分条件”。衍射极限条件:因为sinO<1,可得产生衍射的必要条件:2<2d。可见,只有X射线波长入小于反射品面面间距d的两倍时才能产生衍射。对一定波长入的X射线,品体屮有町能参加反射的品面族也是有限的,须满足:d>入[2,即:只有那些晶而间距d大于入射X射线半波长的晶面才能发生衍射。第三章X射线衍射强度1、布拉格方程是反射的必耍条件,而不是充分条件。2、结构因数:(1)一个电子对X射线的散射:一个电子对X射线散射的汤姆逊公式:厶=_(!L(±)2(£i)2(l+cos~20R24龙m21+cos2102)被称为
8、偏振因了或极化因了(2)一个原子对X射线的散射强度:原子散射因数f(原子对X射线的散射能力):在相同条件下,一个原子散射波与一个电子散射波的波振幅或/二一个原子散射波的振幅强度之比。原子散射因数表达为:兀二一个电子散射波的振幅。f也可