第二章X射线物理基础ppt课件.ppt

《第二章X射线物理基础ppt课件.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、第二章X射线的物理基础目录X射线的产生和性质2X射线与物质相互作用4X射线的发展史31X射线谱332.1.X射线的发展史1895年11月8日真空管放电不可见氰化钡荧光底片感光气体电离未知——X射线！！！伦琴伦琴W.K.RontgenW.K.Rontgen1901年获首届诺贝尔物理学奖1.X射线的发展史X射线透射学医学领域金属零件内部探伤引入中国几个月后1896年1.X射线的发展史1912年劳埃晶体X射线衍射劳埃方程X射线衍射学布拉格方程特征X射线1914年1917年次级X射线1924年西格班X射线光谱学1927年康普顿康吴效应19241915191419011917诺贝尔物理学

2、奖W.C.伦琴德国发现伦琴射线(X射线)1927M.V.劳厄德国发现X射线晶体衍射布拉格父子英国布拉格方程C.G.巴克拉英国发现次级伦琴辐射K.M.G.西格班瑞典伦琴射线光谱学A.H.康普顿美国发现康普顿效应电子源2.2X射线的产生和本质加速电压靶材真空环境X射线管X射线管冷却水靶（阳极）铜X射线X射线真空钨丝玻璃管座（接变压器）铍窗聚焦罩Cr,Fe,Co,NiCu,Mo,Ag阴极产生电子阳极产生X射线2.2X射线的产生和本质电磁波谱区段的界限是渐变的一个光子的能量：其中普朗克常数h=6.625*10-34J.s光速c=2.998*108m/s一个光子的动量：一、波粒二象性2.

3、2X射线的产生和本质问题：（1）X射线的波长范围在10~0.001nm或100~0.01埃，其光子的能量范围是多少电子伏特？X线的硬度（X线的贯穿本领）X线X线硬度比较：B束大于A束实质：能量大的光子被物质吸收少，其贯穿本领强，相应的射线硬度大。A束B束常用管电压的千伏数（kV）表示X线硬度。X线按硬度分类及主要用途:CategoriesTubevoltage(kV)ShortestWavelength(nm)Use很软X-ray软X-ray硬X-ray很硬X-ray5-2020-100100-250over2500.25-0.0620.062-0.0120.012-0.005

4、below0.005软组织的X线摄影X线摄影和透视浅表组织的治疗深部组织的治疗材料衍射测试标准条件：40kV2.2X射线的产生和本质2.人的肉眼看不见X射线，但X射线能使气体电离，使照相底片感光，能穿过不透明的物体，还能使荧光物质发出荧光。3.X射线呈直线传播，在电场和磁场中不发生偏转；当穿过物体时仅部分被散射。4.X射线对动物有机体（其中包括对人体）能产生巨大的生理上的影响，能杀伤生物细胞。2.3X射线谱单位时间内通过单位面积的X光子的能量总和单个X光子能量X光子的数量定义：X射线的强度与波长的关系曲线。2.3X射线谱依赖于加速电压的连续X射线不依赖于加速电压的特征X射线2.

5、3.1连续X射线谱eUhv管电压的影响管电压(V)对连续谱的影响(钨靶)短波限02.3.1连续X射线谱管电流(i)对连续谱的影响(钨靶)2.3.1连续X射线谱短波限0I10mA20mA30mA40mA0靶材序数(Z)对连续谱的影响(钨靶)2.3.1连续X射线谱2.3.2特征X射线（标识X射线）特点：1）和靶的物质有关，和电压无关2）电压要达到一定值才能产生莫塞来定律：式中K为与靶中主量子数有关的常数，σ为屏蔽常数，与电子所在的壳层有关。特征X射线谱及管电压对特征谱的影响（钼钯K系）eVk=hvk=WkhvK→L=△EKL=EL-Ek==hc/λX射线波长是一定的特征X射线

6、特征X射线产生机理特征X射线产生机理2.4X射线与物质相互作用定义物质中的电子在X射线电场的作用下，产生强迫振动。这样每个电子在各方向产生与入射X射线同频率的电磁波。由于散射线与入射线的频率和波长一致，位相固定，在相同的方向上各个散射波符合干涉条件，因此称为相干散射。电子将入射X射线向其四周散射；或者说入射波将自身的能量传给电子，而电子又将该能量转化为与入射波长相同的散射X射线。干涉条件：1，频率相同2，相位差固定3，振动方向一致2.4.1相干散射X射线原子或离子中的电子——受迫振动。振动着的电子成为次生X射线的波源，向外辐射与入射X射线同频率的电磁波，称为散射波。相干散射并未

7、损失X射线的能量（频率或者波长没变），而只是改变了它的传播方向。因此相干散射又称为弹性散射。**相干散射是X射线在晶体中产生衍射的基础。2.4.2非相干散射X射线光子与束缚力不大的外层电子或自由电子碰撞时电子获得一部分动能成为反冲电子，X射线光子离开原来方向，能量损失，波长增加。入射X射线量子散射电子2这种散射波的位相与入射线的位相之间不存在固定关系，不能产生干涉效应，因此称为非相干散射非相干散射是康普顿和我国物理学家吴有训等人发现的，亦称康普顿效应或康普顿-吴有训效应。非相干散射突出地表