X-射线物理基础重点.pptVIP

X射线的产生 X射线管：通过高速电子流轰击金属靶的方式获得X射线 X射线管的结构为： X射线谱线特征 连续X射线谱 当能量为ev的电子与靶的原子整体碰撞时，电子失去自己的能量，其中一部分以光子的形式辐射出去，每碰撞一次，产生一个能量为hv的光子，大量的电子在到达靶面的时间、条件均不同，而且还有多次碰撞，因而产生不同能量不同强度的光子序列，即形成连续谱。 X射线强度与管电压、管电流、阳极靶材料有关 特征X射线谱 临界电压 谱线波长 特征X射线的产生机理 X射线与物质的相互作用 核外电子在X射线的交变电场作用下产生受迫振动，成为电磁波的发射源，辐射与入射电磁波由于入射线与散射线的波长与频率一致，位相固定，各散射波之间以及与入射波可以发生干涉，故称相干散射（弹性散射）。频率相同的电磁波 非相干散射 X射线的吸收 X射线通过物质时产生的光电效应和俄歇效应，使入射X射线的能量变成光电子、俄歇电子和荧光X射线的能量，使X射线强度被衰减，是物质对X射线的真吸收过程。 X射线的吸收衰减规律 X射线通过物质时，强度减弱。衰减的程度与物质的厚度和密度有关。 1) 随着波长的减小，质量衰减系数减小； 2) 当波长降到一定值时吸收系数突然增高，对于不同的物质，具有特定的吸收限。 3) 在吸收限两边， 吸收限的应用 ---滤波片的选择 阳极靶的选择 除kα辐射外，还含有Kβ辐射和连续谱，它们会使衍射花样复杂化。获得单色光的方法之一是在X射线出射的路径上放置一定厚度的滤波片 滤波片的选择规则 1： Z靶＜40时，Z滤＝Z靶-1； 2： Z靶＞40时，Z滤＝Z靶-2 选靶：X射线的波长要大于被研究物质的K系吸收限，或选择远小于K系吸收限的波长。 X射线的安全防护 X射线设备的操作人员可能遭受辐射损伤危险。 辐射损伤是过量的X射线对人体产生有害影响。可使局部组织灼伤，可使人的精神衰颓、头晕、毛发脱落、血液的组成和性能改变以及影响生育等。安全措施有：严格遵守安全条例、配带笔状剂量仪、避免身体直接暴露在X射线下、定期进行身体检查和验血。 总结 本章主要讲述三个问题: 1.X射线的本质和X射线的产生 2.X射线谱线特征---连续谱,特征谱 3.X射线与物质的相互作用 作业 1.名词解释：特征X射线、短波极限、光电效应、相干散射 2.简单题：X射线产生条件？ X射线与物质的相互作用过程？ * X射线物理基础 X射线的本质 X射线的产生和特征 X射线与物质相互作用 X射线的发现 Wilhelm R?ntgen (1845-1923) 德国物理学家伦琴(W. R?ntgen)在研究真空管中的高压放电现象(阴极射线)时，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； 进一步的研究发现： 1、可使照相底片感光； 2、激发荧光； 3、以直线方式传播； 4、有很高的穿透能力 X射线是波长很短的电磁波 反射？折射？衍射？ X射线的强度：单位时间内通过与X射线传播方向相垂直的单位面积上的光子数目与光子能量的乘积。 X射线管 加速器中可以引出X射线 （1） 阴极 （2）?阳极 （3）?窗口 （4） 高压电场 连续X射线谱的产生机理 管电压 管电流 阳极靶材料 X射线强度 波长 管电压对特征谱强度的影响 与阳极靶材有关 Z：原子序数； C、σ：常数 莫塞莱定律： 特征X射线的产生机理 X射线衍射 成分分析 无损检测 相干散射： －晶体中发生衍射的基础 入射X射线光子与原子中受核束缚较弱的电子发生碰撞。 散布于各个方向的散射波波长互不相同，与入射波的相位不存在确定关系，不能互相干涉。 形成连续背底，不利于衍射分析 X射线能量损失的散射又称非弹性散射 λ λ ′ x dx :穿透系数 :质量衰减系数 根据样品化学成分选择靶材的原则是： Z靶≤Z样＋1 或 Z靶 》Z样 * *