原子物理学X射线.ppt

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1、原子物理学第六章：　x射线第一节x射线的发现第二节x射线的产生机制第三节Compton散射第四节x射线的吸收第五节x射线在晶体中的衍射第一节：X射线的发现外层电子内层的电子？1807年，英国物理学家道尔顿依据实验提出：“气体，液体和固体都是由该物质的不可分割的原子组成。”“同种元素的原子，其大小、质量及各种性质都是相同的。”从而把哲学意义上的原子论推广到科学的原子论。X射线的发现X射线的产生上一页下一页第六章:X射线首页那么,线度大约在的原子是否真的不可再分割了？十九世纪末，连续三年的三大发现，

2、首开了人们向微观世界进军的先河。它们是：1895年德国的Rontgen发现X射线；1896年，法国的Becguerel发现了放射性；1897年，英国的Thomson发现了电子；第一节：X射线的发现第六章:X射线X射线的发现X射线的产生上一页下一页首页放在阴极射线管附近的照相底片模糊或感光。如1879年的克鲁克斯，1890年的古德斯比德等人，但发现X射线的却是伦琴。1869年在苏黎世大学获博士学位。1845年出生于德国的一个商人家庭，X射线的发现伦琴第一节：X射线的发现第六章:X射线X射线的发现X

3、射线的产生上一页下一页首页1895年11月8日傍晚，伦琴在研究阴极射线管中气体放电实验时，为了避免杂光对实验的影响，他用黑纸板将管子包起来，却发现距阴极管一段距离外的一块涂有铂氰酸钡结晶物质的屏幕发出了荧光伦琴马上意识到,这可能是一种前所未有的新射线，经检查发现,射线来自阴极射线管管壁。第一节：X射线的发现第六章:X射线X射线的发现X射线的产生上一页下一页首页令人惊奇的是当用木头等不透明物质挡住这种射线时，荧光屏仍然发光，而且这种射线能使黑纸包住的照相底片感光，不被电磁场偏转。经过一个多月的研究

4、，他未能搞清这种射线的本质，因此赋予它一个神秘的名字--X射线。1895年12月28日，伦琴向德国物理学医学会递交了第一篇关于X射线的论文，《论新的射线》，并公布了他夫人的X射线手骨照片。第一节：X射线的发现第六章:X射线X射线的发现X射线的产生上一页下一页首页第一节：X射线的发现第六章:X射线X射线的发现X射线的产生上一页下一页首页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。”第一节：X射线

5、的发现第六章:X射线X射线的发现X射线的产生上一页下一页首页如图，在真空管两阴极和阳极之间加高压，阳极选用不同的重金属材料制成，电子打在阳极上便可得到X射线，其波长因高太的不同而异。当称硬X射线；称软X射线。当X射线的发现X射线的产生第一节：X射线的发现第六章:X射线上一页下一页首页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

6、射、偏振等性质。第一节：X射线的发现第六章:X射线X射线的发现X射线的产生上一页下一页首页第二节：X射线的产生机制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。实验表明，X射线由两部分构成，一部分波长连续变化，称为连续谱；连续谱标示谱第六章:X射线上一页下一页首页连续谱—轫致辐射1、连续谱的特征在上述产生X射线的装置中，电子打到阳极材料后，有波长连续变化的光辐射产生，下面分两点研究辐射的特性。1）连续谱与管压的关系（靶不变）前图表示以钨作

7、阳极材料加不同电压时，以λ为横轴，辐射强度为纵轴；在不同管压下得到的波长—强度分布曲线。由图可见，当阳极材料不变时，和随管压V的升高都向短波方向移动。第二节：X射线的产生机制第六章:X射线连续谱标示谱上一页下一页首页2）连续谱与阳极材料的关系（电压不变）前图表示管压为35KV时，用钼和钨作靶材料时的I～λ曲线。由图可见与靶无关。是由管压V决定的。连续谱产生的微观机制（1）连续谱不应该是原子光谱，而应该是电子在靶上减速而产生的。第二节：X射线的产生机制第六章:X射线连续谱标示谱上一页下一页首页设电

8、子入射速度，在靶上减速而损失的能量为；减速过程中的能量差为，则根据上面的分析，将以光子的形式向外辐射；由于是连续变化的，而是一定的，所以连续变化.即式　　　　中，v是连续的，作为极限情况，则从而得到，第二节：X射线的产生机制第六章:X射线连续谱标示谱=ev(1)上一页下一页首页上式表明，电子在电压V下加速而获得能量并全部转化为辐射时由此得：（1）式最早是在实验工作中，从实验数据的总结得到的。需要指出的是，解释光电效应的Einstein方程是：当金属的逸出功能很小时，近似的有：这与（1）式在形式上