X射线的性质资料学习课程

1、自查书目：自查书目：(1) 1) 学校数字图书馆，学校数字图书馆，“超星超星”里搜索里搜索 有关材料分析类书有关材料分析类书(2) (2) 互联网网站搜索，互联网网站搜索， 小木虫论坛网站小木虫论坛网站参考书目：参考书目： 1)1)卢利平等著，卢利平等著，材料现代分析与测试技术材料现代分析与测试技术，国防工业出版，国防工业出版社，社， 2010年年1月第一版，（月第一版，（ X射线衍射分析中引入了计算机程序对射线衍射分析中引入了计算机程序对衍射数据分析）衍射数据分析）2 2）齐海群，齐海群，材料分析测试技术材料分析测试技术，北京大学出版社，北京大学出版社， 2011年年10月月 第一版第一版3

2、）谷亦杰等，）谷亦杰等，材料分析检测技术材料分析检测技术，中南大学出版社，中南大学出版社， 2009年年02月第一版月第一版教材：教材：周玉，武高辉，材料分析测试技术周玉，武高辉，材料分析测试技术-材料材料X X射线衍射与电子显微射线衍射与电子显微分析，哈尔滨工业大学出版社，分析，哈尔滨工业大学出版社，20072007年年8 8月第月第2 2版版 第1页/共56页第一页，编辑于星期日：八点 三十分。基本要求：基本要求： 掌握基本原理，了解常用实验方法，在实际工作中能正掌握基本原理，了解常用实验方法，在实际工作中能正确确选用选用本课程中介绍的实验方法，并能与专门从事本课程中介绍的实验方法，并能与

3、专门从事X X射线与电子射线与电子显微分析的人员共同制定实验方案与分析实验结果显微分析的人员共同制定实验方案与分析实验结果1) 知识知识 2) 技术技术 3）高端设备）高端设备 4）思维）思维素质培养：素质培养：怎样学：怎样学： 认真认真+思考思考 （利用好课堂，（利用好课堂， 某些同学作业要独立）某些同学作业要独立）考察：考察： 平时成绩（出勤平时成绩（出勤+听课回答问题状态听课回答问题状态+作业）作业） 30% 期末成绩期末成绩 70% 课堂课后深入透彻理解课堂课后深入透彻理解+期末熟练掌握和记忆好成绩期末熟练掌握和记忆好成绩第2页/共56页第二页，编辑于星期日：八点 三十分。 材料内部的

4、成份、结构直接决定着材料的性能和应用。 如何判定材料的成份和结构是材料学领域的关键问题。 绪论绪论问题问题1 1： 假如你有一块黄橙橙的矿石，你能判断是否假如你有一块黄橙橙的矿石，你能判断是否含有黄金吗？含有黄金吗？ 阿基米德方法？阿基米德方法？第3页/共56页第三页，编辑于星期日：八点 三十分。碳结构的变化问题2：你能区分不同结构的相同成分物质？锅烟灰-C60金刚石炭纳米管第4页/共56页第四页，编辑于星期日：八点 三十分。 在本次课程学习的主要材料分析方法： (1) X射线衍射仪（XRD， X-Ray diffraction） 用于物相(或说结构）分析 及其他 dfrkn(2)透射电镜（T

5、EM， Transmission Electron Microscope） 物相分析，和微观形貌 makrskp (3) 扫描电镜 （SEM， Scanning Electron Microscope） 表面形貌(4）电子探针显微分析（EPMA, Electron P robe Micro-Analysis)： 微区成分分析, 可作为两电镜的附件。 nlss 它分两类： 波长分散谱仪波谱仪WDS, Wavelength Dispersive Spectrometer 能量分散谱仪能谱仪 EDS, Energy Dispersive Spectrometer spektrmt(r) 第5页/共5

6、6页第五页，编辑于星期日：八点 三十分。光电光电子子荧光（二次特荧光（二次特征征X X射线射线 扫 描扫 描电镜电镜SEMSEM样品样品1 1特征特征X X射线射线二次电子二次电子高能电子入高能电子入射射透射电子透射电子（TEMTEM）背 散 射背 散 射电子电子衍射衍射XRDXRDXPSXPSEDS/WDSEDS/WDS 高能电子束与固体样品作用时产生的信号和高能电子束与固体样品作用时产生的信号和6大材料分析手段大材料分析手段X X射线荧射线荧光谱分光谱分析析样样品品2 2X X射线射线样样品品2 2样样品品2 2第6页/共56页第六页，编辑于星期日：八点 三十分。X射线衍射仪射线衍射仪(X

7、RD)第7页/共56页第七页，编辑于星期日：八点 三十分。透射电镜（TEM）多晶体衍射花样多晶体衍射花样单晶体衍射花样单晶体衍射花样可可进进行行物物相相分分析析第8页/共56页第八页，编辑于星期日：八点 三十分。50 nm2nmTEM: (2) 可成像可成像 图图a, b(1) 可形成衍射花样可形成衍射花样, 进行物相分析进行物相分析, 图图c第9页/共56页第九页，编辑于星期日：八点 三十分。苍蝇的复眼扫苍蝇的复眼扫描电镜图像描电镜图像扫描电微镜（扫描电微镜（SEM）第10页/共56页第十页，编辑于星期日：八点 三十分。 第一部分第一部分 材料材料X X射线衍射分析射线衍射分析常用来分析 物

8、相、晶格参数，应力等X-ray Diffraction第11页/共56页第十一页，编辑于星期日：八点 三十分。 第一章 X射线的性质 本章要点：本章要点：1. X射线的本质射线的本质2. X射线管的主要构造射线管的主要构造3. X射线连续谱的特征、射线连续谱的特征、 产生原因产生原因4. X射线特征谱产生过程，产生条件射线特征谱产生过程，产生条件(难点难点) ， 命名命名, 莫塞莱定律莫塞莱定律5. X射线与物质相互作用射线与物质相互作用: 散射散射(相干与非相干相干与非相干), 真吸收真吸收( 光电子，荧光光电子，荧光X 射线射线, 俄歇效应俄歇效应)6. X射线透过的强度公式，质量吸收系数

9、射线透过的强度公式，质量吸收系数7. 二次特征辐射概念，二次特征辐射概念， 吸收限吸收限(或称激发限或称激发限)的概念及对应吸收曲线的概念及对应吸收曲线8. 吸收限的应用吸收限的应用-怎样滤波，一般怎样选耙怎样滤波，一般怎样选耙第12页/共56页第十二页，编辑于星期日：八点 三十分。电子束电子束W. K. Rontgen伦琴于1901年获首届诺贝尔物理奖 第一张第一张X X光照片光照片伦琴18951895年，伦琴发现了一种穿透力很强的射线年，伦琴发现了一种穿透力很强的射线射线射线 引言第13页/共56页第十三页，编辑于星期日：八点 三十分。 X射线准直缝晶体劳厄斑. . 19121912年劳厄

10、年劳厄（M.von LaueM.von Laue）发现通过晶体时产生衍射现象）发现通过晶体时产生衍射现象, , 劳厄劳厄证实了证实了X X射线的波动性射线的波动性第14页/共56页第十四页，编辑于星期日：八点 三十分。X X射线的本质: : 波长很短的电磁波 X射线的本质具有波粒二象性具有波粒二象性( (实际上任何物质具波粒二象性实际上任何物质具波粒二象性） 波动性：以一定频率、波长在空间传播；波动性：以一定频率、波长在空间传播； 微粒性：以光子形式辐射和吸收时具有一定的微粒性：以光子形式辐射和吸收时具有一定的波长很短的电磁波波长很短的电磁波 0.01100 用于晶体分析的用于晶体分析的 =

11、0.52.5质量、能量和动量。质量、能量和动量。第15页/共56页第十五页，编辑于星期日：八点 三十分。hchE能量sJh3410626. 6smc/10998. 28其中：其中：h h为普朗克常数，为普朗克常数， c c为为X X射线的速度，射线的速度，例：求例：求200 nm 200 nm 的一个光子所具有的能量的一个光子所具有的能量)(10930. 91020010998. 210626. 6199834JchE 第16页/共56页第十六页，编辑于星期日：八点 三十分。（了解）附：电磁波谱无线电波无线电波微波微波红外光红外光可见光可见光紫外光紫外光X X 射线射线射线射线第17页/共56

12、页第十七页，编辑于星期日：八点 三十分。（1 1） X X射线管的作用：射线管的作用： 1- X射线的产生及X 射线管（）X射线管产生射线的条件：以高能电子打在靶材上产生以高能电子打在靶材上产生X X射线射线1 1） 产生自由电子；产生自由电子；2） 电子作定向高速运动电子作定向高速运动; ;3）使电子止住或突然减速的）使电子止住或突然减速的 障碍物障碍物第18页/共56页第十八页，编辑于星期日：八点 三十分。（3）X射线管的结构：射线管的结构： 阴极：阴极：发射电子。由钨丝制成，通电后，钨丝发热释放自由电子， 奔向阳极 。 阳极：阳极：亦称靶，是使电子突然减速并发射亦称靶，是使电子突然减速并

13、发射X射线。射线。 通常的靶材有通常的靶材有: Cu、Mo、Co 等等 良好的循环水冷却，防止靶熔化 窗口：窗口：窗口是窗口是X射线从阳极靶向外射出的地方。通常用金属铍，射线从阳极靶向外射出的地方。通常用金属铍，第19页/共56页第十九页，编辑于星期日：八点 三十分。X X射线谱定义：射线谱定义：X X射线的射线的强度强度-波长波长的关系曲的关系曲线线X X射线管发射出来的射线管发射出来的X X射线射线 分为两种类型：分为两种类型：一一连续连续X X射线谱射线谱二二特征特征X X射线谱射线谱强度强度 （任意单位）（任意单位）波长（波长（ ）35 KV的管压下，钼靶的的管压下，钼靶的X射线射线

14、1- X射线谱连续X射线特征特征X射线射线第20页/共56页第二十页，编辑于星期日：八点 三十分。一连续一连续X射线谱射线谱特点：特点： 波长连续变化。波长连续变化。 有一个波长极限有一个波长极限短波限短波限min。产生原因：高速运动的电子受阻而减速时产生的电磁辐射，也叫轫致辐射。 电子加速后撞向阳极靶，大部分动能转化为热能，一部分以x-ray释放。撞向阳极的电子目数很多，时间、条件不同，或多次碰撞逐步减少其能量。 动能转换为x-ray的能量有多有少，射出x-ray的频率有大有小，形成不同波长的x-ray，构成连续的谱线。第21页/共56页第二十一页，编辑于星期日：八点 三十分。eVhcinm

15、短波极限波长短波极限波长minmina.a.对应着极少数电子只经过一次对应着极少数电子只经过一次碰撞，并且将全部能量碰撞，并且将全部能量eU eU 转化转化为一个光量子。为一个光量子。b. 短波限只与管电压有关，短波限只与管电压有关，不受其它因素影响。不受其它因素影响。I不同阳极WAgMo连续谱连续谱第22页/共56页第二十二页，编辑于星期日：八点 三十分。（了解）推导：（了解）推导：设管电压为设管电压为V，电子电量，电子电量e ，电场力做功，则电子，电场力做功，则电子获得动能为获得动能为eV，当这一能量完全转化为光子的能量时，当这一能量完全转化为光子的能量时eVchhminmax长为连续谱的

16、短波极限波 )(1240minnmeVeVhc得：得：第23页/共56页第二十三页，编辑于星期日：八点 三十分。连续连续X X射线谱的强度射线谱的强度-两种计算方法：两种计算方法：1 1）光的强度决定于光的强度决定于单位时间内单位时间内通过通过单位面积单位面积的的光光 子数子数n n和每个光子的能量和每个光子的能量nhI 2）或者：I- 曲线下的面积表示连续x-ray的总强度。dII0)(连续第24页/共56页第二十四页，编辑于星期日：八点 三十分。特点： 具有特定的波长。 当管电压超过某一特定值Vk时产生。 叠加在连续x-ray谱上的。二特征X射线谱n原子系统内的电子按包利不相容原理和能量最

17、低原 理分布于各个能级，能级是不连续的，K层靠近原子核，能量最低。n管电压增加到一定数值，电子脱离出来，体系处于不稳定的激发态。 n电子从高能级向低能级的跃迁将以光子的形式辐射出标识x-ray谱。产生原因：产生原因：与阳极靶原子中内层电子跃迁过程有关。与阳极靶原子中内层电子跃迁过程有关。第25页/共56页第二十五页，编辑于星期日：八点 三十分。K壳层壳层L壳层壳层M壳层壳层 内壳层电子被击出时，在内壳空位产生空位。 外层电子向内壳空位填充时产生一个X射线光子特征特征X射线谱：射线谱：KLh层：层跃迁到若电子从KL第26页/共56页第二十六页，编辑于星期日：八点 三十分。第一步：第一步： 高能电

18、子把靶原子的高能电子把靶原子的内壳层内壳层电子打出，使原子电子打出，使原子 电离，在内壳层上出现空位。电离，在内壳层上出现空位。第二步：第二步： 原子中外电子向原子中外电子向内壳层空位内壳层空位跃迁，跃迁的能跃迁，跃迁的能 量差转化成一个量差转化成一个X X射线光子。射线光子。特征特征X射线的射线的产生过程：产生过程：高能电子高能电子击击出出靶的内层电子，靶的内层电子， 出现内层空位出现内层空位 外层电子跃外层电子跃入入填充填充，发射，发射X光子光子即：即：第27页/共56页第二十七页，编辑于星期日：八点 三十分。K系辐射：系辐射： K层电子被打出，层电子被打出， 任意层上的电任意层上的电子向

19、子向K层空位跃迁，产生光子。层空位跃迁，产生光子。K： 邻层向邻层向K层空位跃迁（层空位跃迁（L K）K：隔隔层向层向K层空位跃迁（层空位跃迁（M K）K：N层向层向K层空位跃迁（层空位跃迁（N K）L系辐射系辐射： L层电子被打出，层电子被打出， 其他其他 层向层向L层空位跃迁，产生光子。层空位跃迁，产生光子。M系辐射：系辐射： M层电子被打出，层电子被打出，其他层其他层跃入填充，跃入填充，产生光子产生光子。特征X射线谱的命名第28页/共56页第二十八页，编辑于星期日：八点 三十分。k层电子被迁出的过程叫k系激发，随之的电子跃迁所引起的辐射为k系辐射。K是由K1和K2两条谱线组成，与原子能级

20、的精细结构（亚能级）有关。 213132KKK第29页/共56页第二十九页，编辑于星期日：八点 三十分。产生某系激发要阴极电子的能量产生某系激发要阴极电子的能量eUeU 至少等于击出一个某至少等于击出一个某层电子所作的功（将某层电子变成自由电子所需要的层电子所作的功（将某层电子变成自由电子所需要的 能量）能量）。临界激发电压：临界激发电压：电子具足够能量把靶原子某一能级上的电子打电子具足够能量把靶原子某一能级上的电子打掉，从而产生特征掉，从而产生特征x-rayx-ray所必须达到的最低电压。所必须达到的最低电压。对于同种原子：临界激发电压对于同种原子：临界激发电压V Vk k V VL L V

21、 VM M V VN N对于不同种原子：原子序数大的临界激发电压大。对于不同种原子：原子序数大的临界激发电压大。特征特征X射线谱产生条件：射线谱产生条件：第30页/共56页第三十页，编辑于星期日：八点 三十分。En ( eV)氢氢原原子子能能级级图图-13.6-1.51-3.390n = 1n = 2n = 3n = 4n = 5n = 6选读选读 ：氢原子能级图：氢原子能级图(稳态）稳态）eVhmeE6 .13822041 , 3 , 2 , 121nnEEn 第31页/共56页第三十一页，编辑于星期日：八点 三十分。 特征特征X X射线的频率由靶原子能级的差值决定射线的频率由靶原子能级的差

22、值决定, , 只取决阳极靶材料的原子序数，是元素的固有特性。 莫塞莱定律莫塞莱定律描述了它与原子序数描述了它与原子序数Z Z的关系。的关系。特征X射线的波长：)(1zK式中： z靶材料的原子序数 K常数（与靶材物质总量子数有关） (看书P9-10) 常数（与电子所在壳层位置有关） 第32页/共56页第三十二页，编辑于星期日：八点 三十分。连续谱的只能增加衍射花样的背底。V=（35）VK时，I标/I连最大， VK 为临界激发电压辐射源选择：辐射源选择：在在X X射线的多晶体衍射中，主要利用射线的多晶体衍射中，主要利用K K线做辐射源，线做辐射源，L L系或系或M M系由于波长太长，系由于波长太长

23、， 容易被物质吸收，所以容易被物质吸收，所以 不利不利用用 X X射线管最佳工作电压：射线管最佳工作电压： V=（35）VK看书看书: P10, 表表1-1第33页/共56页第三十三页，编辑于星期日：八点 三十分。一连续X射线谱特点产生原因 (减速辐射)二特征X射线谱 特点产生原因 (能级跃迁,或激发辐射)产生过程 产生条件特征X射线命名特征X射线的波长X射线谱的小结：三三. .在在X X射线的多晶体衍射中，主要利用射线的多晶体衍射中，主要利用K K线做辐射源线做辐射源X射线管最佳工作电压： V=（35）VK第34页/共56页第三十四页，编辑于星期日：八点 三十分。一束一束X射线通过物质时，它

24、的能量可以分为三部分：射线通过物质时，它的能量可以分为三部分： 1-5 X射线与物质相互作用 散射 相干 非相干 真吸收 1. 产生（普通）光电子、X X射线的强度衰减的原因：射线的强度衰减的原因：“吸收吸收”= =真吸收真吸收+ +散射散射； 产生产生Auger Auger 电子（即俄歇效应）电子（即俄歇效应）3. 热热透过的强度透过的强度X X射线作射线作用于物用于物质质xmeII033ZKm质量吸收系数2. 产生产生X射线荧光，或叫二次特征射线荧光，或叫二次特征X射线射线第35页/共56页第三十五页，编辑于星期日：八点 三十分。X射线与物质的相互作用，是一个比较复杂的物理过程一束X射线通

25、过物体后，其强度被衰减，是其散射和真吸收的结果，真吸收是造成强度衰减的主要原因。第36页/共56页第三十六页，编辑于星期日：八点 三十分。一一. X射线的散射射线的散射可分为可分为 相干散射相干散射和和不相干散射不相干散射1. 相干散射相干散射: X X射线射线波长不变波长不变 在入射束电场的作用下，物质原子中的电子被迫围绕其平衡位置振动，向四周辐射与入射x-ray波长相同的散射x-ray。同一方向上各散射波符合相干条件，相互干涉后，能量集中在某些方向，得到一定的花样。相干散射是x-ray在晶体中产生衍射现象的基础。2. 2. 不相干散射不相干散射: X: X射线波长变大射线波长变大第37页/

26、共56页第三十七页，编辑于星期日：八点 三十分。二二. 物质对物质对X射线的真吸收射线的真吸收1. 发出（普通）光电子 发出俄歇电子（俄歇效应）发出俄歇电子（俄歇效应）2. X 射线荧光（或二次特征射线荧光（或二次特征X射线辐射，射线辐射， 即以即以X 射线照射射线照射3. 热热真真吸吸收收物体产生物体产生X射线）射线）真吸收时产生电离效应，真吸收时产生电离效应， 荧光效应，荧光效应， 热效应等热效应等第38页/共56页第三十八页，编辑于星期日：八点 三十分。相关概念：光电子，X射线荧光当入射x光的能量足够大时，可以电离出被照物质原子中的电子，电离出的电子称为光电子, 同时，较外层电子向空位层

27、跃迁辐射出的次级特征X射线称为X射线荧光（二次特征X射线）。第39页/共56页第三十九页，编辑于星期日：八点 三十分。X X射线射线荧光（荧光（二次特征二次特征X射线）射线）产生条件产生条件:如果要产生如果要产生K K系系X X射线射线荧光荧光, , 入射入射X X射线的能量射线的能量至少等于击出至少等于击出K K层电子所作的功层电子所作的功 。为产生K系荧光辐射 ，入射光能量式中：VK 把K层电子击出的最小电压KeVch K把把K K层电子击出入射光最长波长层电子击出入射光最长波长 只有入射只有入射X射线射线的的K时才能产生时才能产生K K系荧光辐射。系荧光辐射。第40页/共56页第四十页，

28、编辑于星期日：八点 三十分。相关概念：俄歇相关概念：俄歇(Auger)效应效应当激发源的能量足够大时，可以击出被照物质原子中的电当激发源的能量足够大时，可以击出被照物质原子中的电子，击出的电子称为子，击出的电子称为光电子光电子, , 同时，较外层电子向空位层跃迁时产生的能量并没有以同时，较外层电子向空位层跃迁时产生的能量并没有以X X射线射线的形式辐射出的形式辐射出, ,而是打出某层的一个电子，该电子较电子而是打出某层的一个电子，该电子较电子叫叫俄歇电子，该效应俄歇俄歇电子，该效应俄歇(Auger)效应。效应。 俄歇电子激发源出射电子填充电子WXYEWEXEY俄歇电子激发源俄歇俄歇(Auger

29、)效应示意图效应示意图引申：引申：第41页/共56页第四十一页，编辑于星期日：八点 三十分。2）俄歇）俄歇(Auger)效应：效应： 俄歇电子激发源出射电子填充电子WXYEWEXEY俄歇电子激发源激发源激发源 打出电子打出电子 较外层电子向空位跃迁的能较外层电子向空位跃迁的能量量 不产生不产生X射线而是打出某层电子（射线而是打出某层电子（俄歇电子）俄歇电子）1）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射线俄歇俄歇(Auger)效应示意图效应示意图二次特征二次特征X射线与射线与俄歇电子俄歇电子两者比较两者比较引申：引申：第42页/共56页第四十二页，编辑于

30、星期日：八点 三十分。每种物质的俄歇电子的能量大小只取决于该原子的三个能级（参与过程的三个能级能量），是元素的固有特征。每种元素都有自己的俄歇电子能谱（固有特征）。俄歇电子能谱可进行元素的成分分析及试样表面状态分析等。这种特征电子的能量较低，只有几百电子伏特，在固体表面以内深处即使有这种电子也跑不出来，仪器测量不到， 所以利用俄歇效应设计的俄歇谱仪便成了对固体表面2-3层原子成分分析最适宜的仪器俄歇电子通常用参与过程的三能级来命名。即：初态空位所在能级、向空位作无辐射跃迁电子原在能级、出射电子原在能级。（空位所在能级/ 跃迁电子原在能级 /出射电子原在能级）例：K层电子被击出，L2层电子跳入K

31、层空位，多余能量将L3层电子击出， 俄歇电子表示为：KL2L3。俄歇电子特点俄歇电子特点俄俄歇歇电电子子命命名名引申：引申：第43页/共56页第四十三页，编辑于星期日：八点 三十分。小结与引申:X射线光电子能谱(XPS) ：被X射线击出壳层的电子。它带有壳层的特征能量,可用来进行成分分析。 俄歇电子能谱(AES) ：俄歇电子带有三壳层的特征能量，仅由三壳层的能量决定。可用来进行成分分析X射线荧光：带有壳层的特征能量。可用来进行成分分析。 第44页/共56页第四十四页，编辑于星期日：八点 三十分。散射：无能量损失或损失相对较小 只有相干散射才能产生衍射 相干散射是进行材料晶体结构分析的工具真吸收

32、：能量大幅度转换 真吸收（产生光电子、X射线荧光、俄歇电子、热等， 光电子、X射线荧光和俄歇电子这些信号带有元素的能级特征是进行材料成分分析的工具小结与引申：第45页/共56页第四十五页，编辑于星期日：八点 三十分。三三. X射线的透过强度射线的透过强度xxxmeIeII001.X射线的透过强度射线的透过强度X射线通过物质时的衰减，是真吸收和散射造成的，主要是真吸收强度的衰减率与强度的衰减率与X X射线在均匀物射线在均匀物质内通过的距离质内通过的距离dx dx 成正比成正比2. 线吸收系数线吸收系数 物理意义：物理意义：X X射线沿传播方向穿过射线沿传播方向穿过单位长度单位长度物质时强度的衰减

33、程度物质时强度的衰减程度3.3.质量吸收系数：质量吸收系数： 可用生物透视或工业产品探伤可用生物透视或工业产品探伤X X射线沿传播方向穿过射线沿传播方向穿过单位质量单位质量单位长度物质时强度的衰减程度单位长度物质时强度的衰减程度m吸收体密度第46页/共56页第四十六页，编辑于星期日：八点 三十分。种物质的质量百分比）是第混合物：iWWWWWi11miim(.3332221加权平均加权平均与吸收体的疏密程度（密度）和物质状态无关，与X射线的及吸收体Z有关。m随的变化是不连续的其间被尖锐的突变分开。突变对应的波长为吸收限，如K吸收线。33ZKm4.4.质量吸收系数大小：质量吸收系数大小：与波长的三

34、次方和元素的原子序数的三与波长的三次方和元素的原子序数的三次方近似地成比例，因此次方近似地成比例，因此a.b.c.d.m第47页/共56页第四十七页，编辑于星期日：八点 三十分。 四四. 吸收限及其应用吸收限及其应用定义定义: 在吸收体质量吸收系数随在吸收体质量吸收系数随x射线波长变化的图谱上，射线波长变化的图谱上， 出现一些出现一些吸收极大值，此时对应着入射吸收极大值，此时对应着入射x射线射线 刚好把吸收体元素的某内层电离。刚好把吸收体元素的某内层电离。 K 吸收吸收 限波长限波长 ：对应着对应着入射：对应着对应着入射x射线刚好能把吸收体元素的射线刚好能把吸收体元素的K层电子电离。层电子电离

35、。 注意：注意：（1）不管入射）不管入射x射线的波长是等于、大于还是小于射线的波长是等于、大于还是小于 ， 吸收体对吸收体对X 射线都有吸收，射线都有吸收， 吸收后可能转化为热能或吸收后可能转化为热能或X射线荧光等。在吸收限射线荧光等。在吸收限波长时，波长时， 物质对物质对X射线的吸收达到极值。射线的吸收达到极值。（2）但若是要使得吸收体产生）但若是要使得吸收体产生X射线荧光（二次特征射线），入射高能射线荧光（二次特征射线），入射高能粒子的能量必须大于等于被照射体的某内层电子的电离能。粒子的能量必须大于等于被照射体的某内层电子的电离能。例如：入射例如：入射X射线的波长必须等于和小于射线的波长必须等于和小于 才能产生才能产生K系荧光。系荧光。KchEK吸收限吸收限KK第48页/共56页第四十八页，编辑于星期日：八点 三十分。曲线产生突变。不连续处极值称为吸收限。相应的波长为吸收限波长。m33ZKm 单质的 曲线质量吸收系数与质量吸收系数与入射入射X射线波长的关系图射线波长的关系图第49页/共56页第四十九页，编辑于星期日：八点 三十分。2.吸收限的应用之一 ：滤波片利用特征x-ray进行物相分析时，只用