X射線的產(chǎn)生及其波長和強(qiáng)度的測量.

1、X射線的產(chǎn)生及其波長和強(qiáng)度的測量 、X射線的產(chǎn)生 X射線一般是由高速度的電子打擊在物體上產(chǎn)生，產(chǎn)生的工具是一個(gè)真空 管，如圖所示。管內(nèi)有兩個(gè)電極，電極 K是陰極，A是陽極。由陰極發(fā)射的電子 在電場作用下就幾平無阻擋地飛向陽極。電子打在陽極上就產(chǎn)生X射線。在陰 極和陽極之間加上高電壓，一般是幾萬伏到十幾萬伏，甚至更高，它使飛向陽 極運(yùn)動(dòng)的電子加速。調(diào)節(jié)此電壓，可以改變轟擊陽極的電子的能量。 高汗電源 圖JU X射線管示痣圖 二、布喇格公式 X射線是電磁波的一種。也會(huì)發(fā)生反射、折射、干涉、衍射、偏振等現(xiàn)象。 1906年，英國物理學(xué)家巴克拉顯示了 X射線的偏振，首次用實(shí)驗(yàn)證明了 X 射線的波性。19

2、12年，德國物理學(xué)家馮勞厄提出設(shè)想，認(rèn)為 X射線是波長很 短的電磁波，晶體中各原子有規(guī)則的排列可以使X射線發(fā)生衍射。馮勞厄的 建議很快為弗里德里克和尼平的實(shí)驗(yàn)所證實(shí)，從而有力地證明了X射線的波性， 并首次測量了 X射線的波長。 光波經(jīng)過狹縫將產(chǎn)生衍射現(xiàn)象，為此，狹縫的大小必須與光波的波長同數(shù) 量級或更小。對于X射線，由于它的波長在 0.1 nm的量級，要造出相應(yīng)大小的 狹縫以觀察X射線的衍射，就相當(dāng)困難，馮勞厄首先建議用晶體這個(gè)天然的 光柵來研究X射線的衍射。晶格的間距正好與 X射線的波長同數(shù)量級。 圏8 + 2 布瞞格公式的撿導(dǎo) 如圖所示，當(dāng)入射X射線與晶面相交 角時(shí)，假定晶面就是鏡面，入射

3、角與 出射角相等；圖中兩條射線1和2的程差是AC+CD即2d sin 當(dāng) 2d sin n , n 1,2,時(shí) (Bragg)公式。其中d 是入射角(入射X射 束X射線射入晶體時(shí)，其反射線要能產(chǎn) 在方向射出的X射線即得到衍射加強(qiáng)。上式之為布喇格 是相鄰兩布喇格面之間的距離。是入射X射線的波長, 線與布喇面之間的夾角)和反射角。當(dāng) 生衍射加強(qiáng)，必須滿足布喇格公式。 在實(shí)驗(yàn)中，一般先取一已知d的 標(biāo)準(zhǔn)晶體來測量X射線的波長，然 后用這個(gè)就可測定未知晶體的晶 格常數(shù)d0 晶格中的原子可以構(gòu)成很多組 方向不同的平行面，如圖所示。對于 這些不同的平行面來說，d是不相同 的，而且從圖中可以清楚地看出，在 不同的平行面上，原子數(shù)的密度也不 一來，故測得的反射線的強(qiáng)度就有差 異。 圖晶俸申原子構(gòu)成的齊組環(huán)同 方向的平行面 布喇格公式對勞厄的結(jié)果作了 正確的解釋。對于單晶，滿足布喇格公式并不是很容易的，但是，幸運(yùn)的是， 勞厄等人采用了具有連續(xù)波長的 X射線，因而在1912年首次顯示了晶體結(jié)構(gòu)的 美麗圖案。 布喇格不僅提出了 X射線的反射公式，而且發(fā)明了晶體反射式 X射線譜儀, 并用于