小于nm的称为超硬X射线,在~nm范围内的称为硬X射线,~1nm范围内的称为软X射线。其中,波长较短的硬X射线能量较高,穿透性较强,适用于金属部件的无损探伤及金属物相分析;波长较长的软X射线能量较低,穿透性弱,可用于非金属的分析。 X射线具有光所具有的一切性质:反射、折射、偏振等,但物理现象的表现方式上与可见光存在很大差异,不能象可见光一样使X射线会聚、发散和变向,所以X射线无法制成显微镜! 在实验室中X射线由X射线管产生,X射线管是具有阴极和阳极的真空石英管,其结构如图1所示:①是接地阴极,即电子发射极,用钨丝构成,通电加热后可发射电子;②是阳极靶材,本实验中采用钼靶,工作时加以几万伏的高压。电子在高压作用下轰击钼原子而产生X光。③铜块和④螺旋状热沉用以散热。⑤是管脚。因为电子轰击靶极时会产生高温,故靶极必须散热冷却。经过X射线管发射出的X射线分为两种:连续光谱和标识光谱。能量为eU的电子与阳极靶的原子碰撞时,电子失去自己的能量,其中部分以光子的形式辐射,碰撞一次产生一个能量为hν的光子,这样的光子流即为X射线。单位时间内到达阳极靶面的电子数目是极大量的,绝大多数电子要经历多次碰撞,产生能量各不相同的辐射,因此出现连续X射线谱。因为连续光谱是由于高速电子受靶极阻挡而产生的轫致辐射,所以其短波极限λ0由加速电压U决定:λ0=hc/eU,其中h为普朗克常数,e为电子电量,c为真空中的光速。标识光谱的产生则与阳极靶材的原子内部结构紧密相关的。原子系统内的电子按泡利不相容原理和能量最低原理分布于各个能级。在电子轰击阳极的过程中,当某个具有足够能量的电子将阳极靶原子的内层电子击出时,于是在低能级上出现空位,系统能量升高,处于不稳定激发态。较高能级上的电子向低能级上的空位跃迁,并以光子的形式辐射出标识X射线谱.每种元素各有一套特定的标识谱,反映了原子壳层结构的特征。 2.X射线的探测
全文预览
