X射線特征光譜

X射線特征譜及莫塞來(lái)定律

X射線特征譜及莫塞來(lái)定律莫塞萊定律特征譜的產(chǎn)生及計(jì)算總結(jié)X射線特征譜的產(chǎn)生X射線特征譜的計(jì)算X射線特征譜的計(jì)算Kα

線Kβ

線Ｋβ線較Kα線波長(zhǎng)短，但是由于L層電子向K層躍遷的幾率要比M層到K層躍遷的幾率大5倍左右，所以Iα/Iβ≈4～5，Kα線譜線較高。鉬的K系X射線右圖中兩個(gè)強(qiáng)度特別高的窄峰為鉬的K系X射線，波長(zhǎng)為0.63埃的是Kβ射線，波長(zhǎng)為0.71埃的是Kα射線。Kα線又可細(xì)分為Kα1和Kα2兩條線，其波長(zhǎng)相差約為0.004埃，Kα1和Kα2射線的強(qiáng)度比約為2比1。而Kα與Kβ的強(qiáng)度比約為5比1。當(dāng)繼續(xù)提高管電壓時(shí)，圖1－7中各特征X射線的強(qiáng)度不斷增高，但其波長(zhǎng)不變。我們通常的晶體衍射分析都是用Kα特征X射線譜，而把Kβ譜濾掉。X射線特征譜的用途標(biāo)識(shí)譜反應(yīng)了原子內(nèi)層結(jié)構(gòu)的情況，譜線的波長(zhǎng)代表能級(jí)間的間隔，譜線的精細(xì)結(jié)構(gòu)顯示能級(jí)的精細(xì)結(jié)構(gòu)，是研究原子結(jié)構(gòu)問(wèn)題的有力武器。對(duì)于原子序數(shù)為Z的物質(zhì)來(lái)說(shuō)，各原子能級(jí)所具有的能量是固定的，所以特定的物質(zhì)有特定的特征波長(zhǎng)。莫塞來(lái)定律除此以外，Ｘ射線特征譜還有一個(gè)重要應(yīng)用即原子序數(shù)的測(cè)定——莫塞來(lái)定律。1913年莫塞萊測(cè)量了從Al到Au共38種元素的X射線的K線系，發(fā)現(xiàn)各元素發(fā)射的K線系波數(shù)的平方根與原子序數(shù)Z成線性關(guān)系。=K(Z–?

)式中K——與靶材物質(zhì)主量子數(shù)有關(guān)的常數(shù)

?——屏蔽常數(shù)，與一電子所在的殼層位置有關(guān)莫塞來(lái)定律采用原本芮得柏格式標(biāo)記，莫塞萊的K-α譜線和L-α譜線的公式可以表達(dá)為：莫塞來(lái)定律原子光譜是原子最外層電子躍遷的結(jié)果，外層電子組態(tài)的周期性決定了元素性質(zhì)的周期性。X射線是內(nèi)層電子躍遷的結(jié)果。隨Z呈線性關(guān)系(見(jiàn)圖)。說(shuō)明它受外層電子影響很小，只受原子核的影響。莫塞萊圖提供了從實(shí)驗(yàn)測(cè)定原子序數(shù)Z的一種有效方法。歷史上正是他首次糾正了27Co，28Ni在周期表的次序。莫塞來(lái)定律根據(jù)元素X射線在圖上的位置,就可定出該元素的原子序數(shù)早期元素周期表是按原子量大小順序排列的。如K(A=39.1)在Ar(A=39.9)前；Ni(A=58.7)在Co(A=58.9)前。由莫塞萊圖給出Kα－X射線波長(zhǎng)是Ar:4.19；K:3.74；Co:1.79；Ni:1.66莫塞來(lái)定律由莫塞萊線公式可算出莫塞來(lái)定律的應(yīng)用根據(jù)莫色萊定律，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果所得到的未知元素的特征X射線譜線波長(zhǎng)，與已知的元素波長(zhǎng)相比較，可以確定它是何元素。它是X射線光譜分析的基本依據(jù)，也是X射線熒光光譜分析和電子探針微區(qū)成分分析的理論基礎(chǔ)分析思路：使未知物質(zhì)發(fā)出特征X射線經(jīng)過(guò)已知晶體進(jìn)行衍射算出波長(zhǎng)用標(biāo)準(zhǔn)樣品標(biāo)定出K和根據(jù)莫塞萊定律求出原子序數(shù)同時(shí)，莫塞萊定律也被并入整個(gè)量子力學(xué)的原子觀。在一個(gè)K