ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Природа рентгеновских лучей. Их спектры из "Кристаллография рентгенография и электронная микроскопия" Чрезвычайно малые длины волн рентгеновских лучей, соизмеримые с межатомными расстояниями в твердых и жидких телах (и даже намного меньшие этих расстояний), обусловливают своеобразные свойства этих лучей и, в частности, замечательную способность проходить сквозь непрозрачные для световых лучей объекты. [c.141] В рентгеновской трубке разность потенциалов между катодом и анодом-мишенью (десятки киловольт) ускоряет электроны, бомбардирующие анод. Возникающее при этом излучение состоит обычно из тормозной и характеристической составляющих. [c.141] Если рфО, то испускаются фотоны меньших энергий. Непрерывная бомбардировка анода электронами сопровождается появлением совокупности квантов с разной энергией, которые воспринимаются как непрерывный поток лучей с различными длинами волн. Максимальной интенсивности соответствует длина волны спектра Ятахг 1,5Я,о. [c.142] Распределение интенсивности излучения в пространстве неоднородно, максимальная интенсивность направлена (в зависимости от ускоряющего напряжения) под углом 3—10° к зеркалу анода, нормального пучку электронов. [c.143] Формула применима для / 1000 кВ. [c.143] На рис. 5.1,6 показана коротковолновая часть характеристического спектра молибдена, возникающая на фоне тормозного излучения. [c.144] В табл. 5.1 приведены значения длин волн и потенциалов возбуждения характеристических спектров некоторых элементов. [c.144] Из формулы (5.1) следует, что при возвращении атома в невозбужденное состояние путем перехода электрона с уровня на уровень испускается рентгеновский квант с энергией hv=h lK=B nu 1и ji)s no, k, jo) здесь индекс 1 относится к конечному, а О— к исходному состоянию электрона. [c.145] Пренебрегая вторым (малым) членом в квадратных скобках выражения (5.1), получим h lK Rh z— —ai) (n 2—что является выражением закона Мозли для характеристического спектра. [c.145] В соответствии с правилами отбора возможны только такие переходы, при которых квантовые числа изменяются определенным образом. Например, для наиболее интенсивных линий спектра (диполь-ные линии) Л 1 = 1 1Д/ =0 или I АпФО. Для /С-уровня п=1 Z=0 /=1/2, а для -уровня п=2 1=0 и 1 и /==1/2 или 2/2. Поэтому, хотя L-электроны имеют три различных энергетических состояния, возможны только два перехода в соответствии с правилами отбора. При этих переходах возникают /Сд, и -составляющие /С-серии (дипольный дублет). [c.145] Кроме дипольных линий, в спектре есть и более слабые квадру-польные линии. Их правило отбора Д/=0 или 2 Д/ =0,1 или 2. [c.145] Относительная интенсивность линий спектра определяется вероятностью перехода между уровнями. Для наиболее часто используемой /С-серии отношения / / /р,=100 50 20, а Яа. Хр =1,09. [c.146] Абсолютная интенсивность спектральных линий зависит от тока i, проходящего через трубку, и от напряжения и. По данным экспериментальных исследований, для лучей /С-серии интенсивность определяется уравнением I=y,i(U—Uo) , где (/о—потенциал возбуждения серии, а показатель n=l,6-i-2. [c.146] В связи с тем, что характеристические лучи К-, L- и отчасти Л1-серий возникают при переходах электронов на внутренних уровнях атома, энергия электронов на которых практически не зависит от степени ионизации атомов, длины волн характеристического спектра практически одинаковы независимо от того, какие соединения данный атом образует. Поэтому, если разложить в спектр характеристическое рентгеновское излучение, образующееся при возбуждении мишени, состоящей из атомов разного сорта, то по наличию спектральных линий тех или инЫх элементов можно определить качественный, а по их интенсивности количественный элементный состав мишени. Всего проще спектр можно получить, направляя на монокристалл, у которого параллельно поверхности расположены плоскости (hkl) с межплоскостным расстоянием dhhi, полихроматическое излучение, которое отражается от монокристалла в соответствии с законом Вульфа—Брэгга (см. гл. 6) 2dhhtsinu= = пХ, где — угол, под которым на кристалл падает рентгеновское излучение. Поворачивая кристалл (меняя ), можно добиться отражения излучения с разной длиной волны. [c.146] Рентгеноспектральный анализ широко применяется в технике, а отечественная промышленность выпускает рентгеновские анализа- торы-кваитометры, позволяющие одновременно определять до 18 элементов. Принципиальная схема рентгеновского спектрографа с плоским кристаллом показана на рис. 5.3. [c.146] Переход в невозбужденное состояние может сопровождатьс испусканием не фотона, а электрона. Этот безизлучательный переход называется вторичным фотоэффектом или Оже-эффектом, а соответствующие электроны—Оже-электронами. Так как энергетический спектр этих электронов определяется разностью энергий разных энергетических состояний атома, он также является паспортом данного сорта атомов, как и характеристическое рентгеновское излучение. Интересно, что вероятность Оже-эффекта для атомов с 2 33 даже выше, чем вероятность излучательных переходов. [c.147] Вернуться к основной статье