材料分析測試技術(shù)2

X射線與物質(zhì)的作用11721564目錄X射線的散射

相干散射；

非相干散射；X射線的吸收

光電效應(yīng)；

俄歇效應(yīng)；X射線與物質(zhì)各種作用的應(yīng)用X射線與物質(zhì)的相互作用

X射線與物質(zhì)相互作用時，產(chǎn)生各種不同的過程。就其能量轉(zhuǎn)換而言，一束X射線通過物質(zhì)時，可分為三部分：一部分被散射，一部分被吸收，一部分透過物質(zhì)繼續(xù)沿原來的方向傳播。1.X射線的散射X射線被物質(zhì)散射可產(chǎn)生兩種現(xiàn)象：

相干散射（湯姆遜散射）；

非相干散射（康普頓散射）；相干散射當(dāng)X光照射到自由電子時，電子在入射X射線的交變電場作用下作頻率相同的受迫振動。此時，電子會輻射出X光，稱電子發(fā)出的X光為入射X光的散射線。

由于散射線和入射線波長和頻率相同，相位差恒定，散射線間可干涉，稱為相干散射。非相干散射X射線經(jīng)晶體散射后，散射線中除了有與入射線具有相同波長的成分外，還有波長增加的部分出現(xiàn)，且增長的數(shù)量隨散射角的不同而有所不同的現(xiàn)象，也即康普頓效應(yīng)。X射線源散射體觀測點康普頓實驗示意圖2.X射線的吸收X射線的吸收和吸收系數(shù)

比例系數(shù)u稱為線吸收系數(shù)，其表示在X射線的傳播方向上，單位長度上的X射線強度衰減程度。

光電效應(yīng)光電效應(yīng)是X射線的光量子與物質(zhì)原子中電子相互碰撞是產(chǎn)生的物理效應(yīng)。表現(xiàn)為物質(zhì)對入射X射線的吸收，此吸收非常強烈。光電子和熒光X射線為產(chǎn)生K系熒光輻射，入射光子的能量必須等于或大于K層電子的逸出功WK，即又所以即即為K系激發(fā)限。俄歇效應(yīng)X射線與物質(zhì)作用示意圖小結(jié)散射散射無能力損失或損失相對較??；相干散射是X射線衍射基礎(chǔ),只有相干散射才能產(chǎn)生衍射。散射是進行材料晶體結(jié)構(gòu)分析的工具。吸收吸收是能量的大幅度轉(zhuǎn)換,多數(shù)在原子殼層上進行,從而帶有殼層的特征能量,因此是揭示材料成分的因素。吸收是進行材料成分分析的工具；可以在分析成分的同時告訴你元素價態(tài)3.X射線與物質(zhì)各種作用的應(yīng)用穿透作用X射線穿透物質(zhì)的能力與X射線光子的能量有關(guān)，X射線的波長越短，光子的能量越大，穿透力越強。X射線的穿透力也與物質(zhì)密度有關(guān)，密度大的物質(zhì)，對X射線的吸收多，透過少；密度小者，吸收少，透過多。利用差別吸收這種性質(zhì)可以把密度不同的骨骼、肌肉、脂肪等軟組織區(qū)分開來。這正是X射線透視和攝影的物理基礎(chǔ)。電離作用

物質(zhì)受X射線照射時，使核外電子脫離原子軌道，這種作用叫電離作用。

在光電效應(yīng)和散射過程中，出現(xiàn)光電子和反沖電子脫離其原子的過程叫一次電離，這些光電子或反沖電子在行進中又和其它原子碰撞，使被擊原子逸出電子叫二次電離。利用電離電荷的多少可測定X射線的照射量：X射線測量儀器正是根據(jù)這個原理制成的。電離作用還可以在在有機體內(nèi)可以誘發(fā)各種生物效應(yīng)。電離作用是X射線損傷和治療的基礎(chǔ)。熒光作用X射線使物質(zhì)發(fā)生熒光的作用叫熒光作用。熒光強弱與X射線量成正比。這種作用是X射線應(yīng)用于透視的基礎(chǔ)。在X射線診斷工作中利用這種熒光作用可制成熒光屏，增感屏，影像增強器中的輸入屏等。熒光屏用作透視時觀察X射線通過人體組織的影像，增感屏用作攝影時增強膠片的感光