x射线的产生重点.pptVIP

1)电压对不同的阳极靶是不同的，它由阳极靶的原子序数z所决定。2) 阳极靶不同产生的特征x射线的波长不同。3）实验中最常用的特征x射线是kα。最常用的靶材是cu和fe。5） λkα= 2/3λkα1+1/3λkα2,有时需要注意区分kα1和kα2。 在x射线分析中，在大多数情况下都希望所使用的x射线波长单一，即“单色”x射线。但实际上，如上所述，k系特征谱线包括两条谱线。在x射线分析时，它们之间会相互干扰。我们可以应用某些材料对x射线吸收的特性，将其中的kβ线过滤掉。 除了被散射和透射一部分外，X射线能量主要将被物质吸收 这种能量转换包括光电效应（二次特征幅射） 和俄歇效应。 吸收主要由原子内部的电子跃迁（迁移）引起。 （真吸收：见P14） X射线的吸收 光电效应 （荧光辐射） （1）定义： 当一个具有足够能量的X射线光子碰撞到物质的原子时，也可以击出原子内层(如K层)的电子而产生电子空位，且高能级的电子填充该空位发生电子跃迁时，同样会产生辐射，即产生新的特征X射线。 这种以X射线光子激发物质原子所发生的激发和辐射的过程称为光电效应。被击出的电子被称为X射线光电子，所辐射的特征X射线称为次级（或二次）X射线，或称为荧光X射线。 （2）产生条件：产生光电效应，X射线光子波长必须小于吸收限λk。当X光子激发K系（电子）产生光电效应时，光子的能量必须大于击出一个K层电子所做的功（临界值）： 此式把吸收限与激发电压联系起来。 从激发光电效应角度讲，称?K为激发限波长，即只有波长小于?K的X光子才能激发K系产生X光电效应而使X射线的能量被吸收。 ? 吸收限与光电效应相关联。 K系光电效应（荧光辐射） L系光电效应（荧光辐射） …… 产生光电效应，入射X射线光子波长必须小于等于吸收限λk。 即λ≤λk 光电效应 λk 从激发光电效应的角度说，称为激发限波长，意义是只有入射的x射线波长达到或小于它时，才能激发物质的二次特征x射线。 从x射线被吸收的角度看，称为吸收限波长。意义是当入射的x射线的波长达到它时，入射x射线将被该物质强烈吸收，并产生光电效应。 原子内壳层（K层）电子被电离，原子处于激发态，外壳层电子跃迁释放能量其能量不是以产生X射线光量子，而是将其它壳层（L层）电子电离，此被电离的电子具有特征能量，叫俄歇电子(Auger electrons)。 这种现象叫做俄歇效应。 俄歇电子主要用于表面(10 ?)几个原子层的成分分析。这种电子能量很低，在固体表面深处测量不到。 俄歇效应 Auger effect 入射X射线 光电子 荧光X射线 俄歇电子 N M L K X射线光电效应,俄歇效应 俄歇(Auger)效应 激发源 打出电子 较外层电子向空位跃迁的能量 不产生X射线而是打出某层电子（俄歇电子） 二次特征X射线: 激发源（ X射线) 打出电子 较外层电子向空位跃迁的能量 产生X射线 两者比较 H I0 IH X射线衰减规律 x射线通过物质时，x射线强度衰减了。其中，因散射引起的衰减远远小于因吸收导致的衰减量。因此，可以近似地认为，x射线通过物质后其强度的衰减是由于物质对它的吸收所造成的。 X射线衰减规律 X射线的能量衰减符合指数规律，即 IH -----透射束的强度 I0------入射束的强度， μ-----线吸收系数，表示对X射线的吸收量， H------物质的厚度 透射系数 μ与物质的密度成正比 通常用μm表示物质的吸收 对多相混合物 W1，W2为重量百分比，ρ为物质密度 X射线衰减规律 质量吸收系数（附录2） 质量吸收系数μm与波长? 和原子序数Z存在如下关系： μm～K ? 3Z3 这表明，当吸收物质一定时，X射线的波长越长越容易被吸收; X射线的波长固定时,吸收体的原子序数越高，X射线越容易被吸收。 X射线吸收 μm～K ? 3Z3 X射线衰减规律 波长 原子序数 密度 厚度 ↓ ↓ ↓ ↓ 吸收系数随波长的增大而增大, 且在一定区间内是连续变化的。这是因为x射线的波长越长越容易被物质所吸收。 在某些波长的位置上产生跳跃式的突变。即吸收限（吸收边）或激发限的存在。 吸收限的应用 为避免Kβ谱线干扰,利用吸收限两边吸收系数相差悬殊的特点，制作滤波片，滤去Kβ谱线以获得单色Kα射线,作为衍射光源。 滤波片 选适当材料，使其K吸收限位于所用的Kα与 Kβ之间，则Kβ大部分被吸收； Kα损失较小。 滤波片的选择原则: Z靶40时 Z滤片=Z靶-1 Z靶≥40时 Z滤片=Z靶-2 x射线分析中