第1節(jié) X射線物理基礎.ppt

1、衢州學院化學與材料工程學院,X射線衍射分析,衢州學院化學與材料工程學院,第一節(jié) X射線物理基礎,1895年11月德國物理學家W.K.Rontgen（倫琴）進行陰極射線的研究，12月他完成了初步的實驗報告“一種新的射線”，并將該成果發(fā)表在Proceedings of the Physical-Medical Society 雜志上。為了表明這是一種新的射線，倫琴采用未知數(shù)X來命名。1901年倫琴獲得第一屆諾貝爾物理學獎。,1. 引言,威廉康拉德倫琴,衢州學院化學與材料工程學院,X射線被發(fā)現(xiàn)后不久，醫(yī)學界就利用X射線進行診斷及醫(yī)療。這一發(fā)現(xiàn)對于醫(yī)學的價值可是十分重要的，它就像給了人們一副可以看穿肌

2、膚的“眼鏡”，能夠使醫(yī)生的“目光”穿透人的皮肉透視人的骨骼，清楚地觀察到活體內(nèi)的各種生理和病理現(xiàn)象。,倫琴拍攝的第一張X光片 -倫琴夫人的手指和戒指,除了在醫(yī)學上，X射線還應用在微觀世界的觀察和對太空的研究。另外一個X射線的重大應用領域是材料無損探傷，使用X射線可以檢測出金屬材料和焊接部位的內(nèi)部缺陷。,衢州學院化學與材料工程學院,自X射線被發(fā)現(xiàn)之后，許多物理學家認為它是一種特殊的光線，其性質(zhì)應該與波一致。但是沒有人能夠肯定，因為尚無人能夠確鑿無疑地證實X射線具有衍射等波所特有的性質(zhì)。 關鍵問題是，在進行衍射試驗時，光柵縫隙的大小應該與試驗對象的波長相當。每英寸兩萬線的光柵適用于可見光，但是X射

3、線的波長比可見光短得多，可能只有可見光波長的千分之一，制作如此精細的光柵完全是不可能的。,衢州學院化學與材料工程學院,德國物理學家M.V.Laue（勞厄）認為，如果人工做不出這樣的光柵，自然造化也許能行。自然界中的晶體被認為是由原子按一定規(guī)律排列而成的，每層只有幾個原子厚，這些原子層的間隙可能適合用作X射線衍射光柵。不過由于晶體是由原子層組成的一個立體，在另一端形成的圖案將會十分復雜，就像把幾個光柵疊放在一起那樣。他的老板、慕尼黑大學A.J.W. Sommerfeld（索末菲）教授認為這一想法荒誕不經(jīng)，勸他不要在這上面浪費時間。,1912年，兩個學生證實了勞厄的預言。他們把一束X光射向CuSO

4、4晶體，在感光板上捕捉到了散射現(xiàn)象，即后來所稱的勞厄相片。感光板沖洗出來之后，他們發(fā)現(xiàn)了圓形排列的亮點和暗點，即衍射圖。勞厄證明了X光具有波的性質(zhì)。Nature雜志把這一發(fā)現(xiàn)稱為“我們時代最偉大、意義最深遠的發(fā)現(xiàn)”。1914年，這一發(fā)現(xiàn)為勞厄贏得了諾貝爾物理學獎。,馮勞厄,衢州學院化學與材料工程學院,由于衍射圖譜相當復雜，故將晶體結(jié)構(gòu)拼湊起來的過程相當耗費時間和精力。要一絲不茍地測量圖譜中各點的位置和分布，然后才是數(shù)學計算。在沒有計算機的時代，即使對簡單晶體結(jié)構(gòu)的計算都需花費幾個月的時間。若晶體過于復雜，則其X射線衍射圖譜將異常復雜，難以破解。整個過程有點像用自制的獵槍射擊一塊熟鐵，然后通過分

5、析跳彈的軌跡來推測熟鐵的形狀。,威廉亨利布拉格,威廉勞倫斯布拉格,1912年，勞厄關于X射線的論文發(fā)表后不久，就引起了英國物理學家W.H.Bragg 和W.L.Bragg父子的關注。當時，老布拉格正在利茲大學當物理學教授，小布拉格剛從劍橋大學Cavendish實驗室畢業(yè)，并留在實驗室從事科學研究。,然而，對簡單晶體的研究也取得令人驚訝的成果。布拉格父子解決的第一個晶體是NaCl晶體。晶體中，每個鈉離子被六個等距離的氯離子包圍，每個氯離子被六個等距離的鈉離子包圍，沒有單獨的氯化鈉“分子”。這一發(fā)現(xiàn)震驚了理論化學界，立即引發(fā)了人們對鹽在溶液中行為的新思索。由于他們建立了用X 射線衍射方法測定晶體結(jié)

6、構(gòu)的實驗手段和理論基礎，這使人類得以定量觀測原子在晶體中的位置，為此他們兩人同獲1915 年的諾貝爾物理學獎。,衢州學院化學與材料工程學院,1913年，英國物理學家H.G.J. Moseley（莫塞萊）在研究元素的X射線標識譜時發(fā)現(xiàn)，以不同元素材料作為產(chǎn)生X射線的靶實驗時，所產(chǎn)生的特征X射線的波長不同。他把測得五十多個元素所產(chǎn)生的特征X射線按波長排列后，發(fā)現(xiàn)其次序與元素周期表中的次序一致，他稱這個次序為原子序數(shù)，證明了元素的主要特性由其原子序數(shù)決定，而不是由原子量決定，確立了原子序數(shù)與原子核電荷之間的關系。關于原子序數(shù)的發(fā)現(xiàn)被稱為莫塞萊定律。,1914年，第一次世界大戰(zhàn)爆發(fā)，莫塞萊立即應征入伍

7、。Ernest Rutherford（盧瑟福）設法為其爭取從事科學工作，但未成功。1915年，莫塞萊在土耳其的格利博盧陣亡，年僅27歲。他的死并未給英國和全世界帶來任何好處，從他已取得的成就來看，在戰(zhàn)爭所殺害的無數(shù)人中，數(shù)他的死給人類造成的損失最大。,如果莫塞萊能活下來的話，無論科學的發(fā)展多么難以逆料，他將會獲得諾貝爾獎這一點則是可以肯定的。瑞典物理學家K.M.G.Siegbahn（西格班）繼承了他的研究工作，并獲得了諾貝爾獎。,亨利莫塞萊,衢州學院化學與材料工程學院,X射線可用來幫助人們進行醫(yī)學診斷和治療；用于工業(yè)上的非破壞性材料的檢查；在基礎科學和應用科學領域內(nèi)，被廣泛用于晶體結(jié)構(gòu)分析，及

8、通過X射線光譜和X射線吸收進行化學分析和原子結(jié)構(gòu)的研究。,目前，X射線分析作為鑒別物相的一種有效的手段，已在地質(zhì)、建材、土壤、冶金、石油、化工、高分子物質(zhì)、藥物、紡織、食品等許多領域中得到了廣泛的應用。,衢州學院化學與材料工程學院,日本SHIMADZU（島津）的XRD市場份額,分析實驗室,建筑,醫(yī)藥,化學、石油、高分子,食品、纖維、紙張,電子,陶瓷、水泥,機械、汽車,有色金屬,鋼鐵工業(yè),衢州學院化學與材料工程學院,2. X射線的性質(zhì),X射線也屬于電磁輻射，但其波長較可見光短得多，介于紫外線與射線之間，約為10-2-10nm范圍，頻率約為可見光的103倍，其光子能量比可見光的光子能量大得多，表現(xiàn)

9、出明顯的粒子性。 由于X射線波長短、光子能量大的特性，所以X射線光學雖具有和普通光學一樣的理論基礎，但兩者的性質(zhì)卻有很大的區(qū)別，X射線與物質(zhì)相互作用時產(chǎn)生的效應和可見光也迥然不同。,衢州學院化學與材料工程學院,波粒二相性； 直線傳播，在電場和磁場中不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，當穿過物體時僅部分被散射； 對動物有機體（其中包括對人體）能產(chǎn)生巨大的生理上的影響，能殺傷生物細胞； 肉眼不可見，但能使氣體電離，使照相底片感光，能穿過不透明的物體，還能使熒光物質(zhì)發(fā)出熒光。,具有如下性質(zhì)：,衢州學院化學與材料工程學院,3. X射線的產(chǎn)生,產(chǎn)生X射線的最簡單方法是用加速后的電子撞擊金屬靶。（1）撞擊過程中，電子突然減速，其

10、損失的動能會以光子形式放出，形成X射線的連續(xù)部分，稱之為連續(xù)X射線譜。（2）通過加大加速電壓，電子攜帶的能量增大，則可能將金屬原子的內(nèi)層電子撞出，于是內(nèi)層形成空穴，外層電子躍遷回內(nèi)層填補空穴，同時放出波長在0.1nm左右的光子。由于外層電子躍遷放出的能量是量子化的，所以放出的光子的波長也集中在某些部分，形成了X光譜中的特征線，此稱為特征X射線譜。,此外，高強度的X射線亦可由同步加速器或自由電子雷射產(chǎn)生。同步輻射光源，具有高強度、連續(xù)波長、光束準直、極小的光束截面積并具有時間脈波性與偏振性，因而成為科學研究最佳之X光光源。,衢州學院化學與材料工程學院,X射線是高速運動的粒子與某種物質(zhì)相撞擊后猝然

11、減速，且與該物質(zhì)中的內(nèi)層電子相互作用而產(chǎn)生的。,X射線管,（1）X射線管,衢州學院化學與材料工程學院,X射線管結(jié)構(gòu)示意圖,陽極,陰極,窗口,衢州學院化學與材料工程學院,陰極發(fā)射電子。一般由鎢絲制成，通電加熱后釋放出熱輻射電子。 陽極靶，使電子突然減速并發(fā)出X射線。 窗口X射線出射通道。既能讓X射線出射，又能使管密封。窗口材料用金屬鈹或硼酸鈹鋰構(gòu)成的林德曼玻璃。窗口與靶面常成3-6的斜角，以減少靶面對出射X射線的阻礙。 焦點陽極靶表面被電子轟擊的一塊面積，X射線就是從這塊面積上發(fā)射出來的。焦點的尺寸和形狀是X射線管的重要特性之一。焦點的形狀取決于燈絲的形狀，螺形燈絲產(chǎn)生長方形焦點。,高速電子轉(zhuǎn)換

12、成X射線的效率只有1%，其余99%都作為熱而散發(fā)了。所以靶材料要導熱性能好，常用黃銅或紫銅制作，還需要循環(huán)水冷卻。因此X射線管的功率有限，大功率需要用旋轉(zhuǎn)陽極。,X射線衍射工作中希望細焦點和高強度；細焦點可提高分辨率；高強度則可縮短暴光時間。,衢州學院化學與材料工程學院,上述常用X射線管的功率為5003000W。目前還有旋轉(zhuǎn)陽極X射線管、細聚焦X射線管和閃光X射線管。 旋轉(zhuǎn)陽極X射線管因陽極不斷旋轉(zhuǎn)，電子束轟擊部位不斷改變，故提高功率也不會燒熔靶面。目前有100kW的旋轉(zhuǎn)陽極，其功率比普通X射線管大數(shù)十倍。,旋轉(zhuǎn)陽極,衢州學院化學與材料工程學院,（2）同步輻射,同步輻射是速度接近光速（vc）的

13、帶電粒子在磁場中沿弧形軌道運動時放出的電磁輻射，由于它最初是在同步加速器上觀察到的，便又被稱為“同步輻射”或“同步加速器輻射”。,同步加速器是一種利用一定的環(huán)形軌道上用高頻電場加速電子或離子的環(huán)形加速器裝置。同步加速器中磁場強度隨被加速粒子能量的增加而增加，從而保持粒子回旋頻率與高頻加速電場同步。,衢州學院化學與材料工程學院,SRF（同步輻射總體結(jié)構(gòu)）,衢州學院化學與材料工程學院,SRF光束和實驗站,衢州學院化學與材料工程學院,光譜連續(xù)且范圍寬，從遠紅外、可見光、紫外直到硬X射線。 輻射強度高，在真空紫外和X射線波段，能提供比常規(guī) X射線管強度高103106倍的光源，相當于幾平方毫米面積上有1

14、00千瓦的能流。 高度偏振，同步輻射在電子軌道平面內(nèi)完全偏振，偏振度達 100；在軌道平面上下是橢圓偏振；在全部輻射中，水平偏振占75。 具有脈沖時間結(jié)構(gòu)，同步輻射是一種脈沖光，脈沖寬度為0.11納秒，脈沖間隔為微秒量級（單束團工作）或幾納秒到幾百納秒范圍內(nèi)可調(diào)（多束團工作）。 高度準直，能量大于10億電子伏的電子儲存環(huán)的輻射光錐張角小于1毫弧度,接近平行光束，小于普通激光束的發(fā)射角。 潔凈的高真空環(huán)境,由于同步輻射是在超高真空（儲存環(huán)中的真空度為10-710-9帕）或高真空（10-410-6帕）的條件下產(chǎn)生的，不存在普通光源中的電極濺射等干擾，是非常潔凈的光源。 波譜可準確計算，其強度、角分

15、布和能量分布都可以精確計算。,同步輻射的特點,因此，有些工作通常的X射線管完成要幾個小時甚至幾個星期，但利用同步輻射則需要幾分鐘就能完成。高強度的同步輻射可做許多常規(guī)X射線無法做到的高要求的實驗。,衢州學院化學與材料工程學院,同步輻射為許多前沿學科領域的研究提供了一種最先進又不可替代的工具。利用同步輻射實驗技術開展實驗研究所涉及的學科之眾多，應用的領域之廣泛，是其它大科學裝置無法比擬的。,同步輻射的應用,材料科學是支撐高技術經(jīng)濟發(fā)展必不可少的基礎，未來的技術革命將在很大程度上取決于新型材料的發(fā)明，例如半導體、高分子聚合物、合金、陶瓷、超導材料、復合材料、金屬玻璃以及納米材料等，這些具有異乎尋常

16、性能的新型材料將在計算機、信息、通訊、航空航天、機器人、醫(yī)藥、微機電和能源等新興產(chǎn)業(yè)中獲得越來越廣泛的應用。利用上海光源所產(chǎn)生的高亮度同步輻射光束，可以揭示材料中原子的精確構(gòu)造和得到有價值的電磁結(jié)構(gòu)參數(shù)等信息，它們既是理解材料性能的鑰匙，也隱含著發(fā)明新穎材料的原理來源。,衢州學院化學與材料工程學院,生命科學和醫(yī)藥學與人類健康生活息息相關，也是同步輻射光得到廣泛應用的重要領域。同步輻射X射線衍射方法是當前測定生物大分子結(jié)構(gòu)的最有力手段，是研究生命現(xiàn)象與生物過程的利器。英國科學家J. Walker和美國科學家 R. Mackinnon 籍助同步輻射研究生物分子的結(jié)構(gòu)與功能，取得了突破性的成就，先后

17、榮獲1997年度和2003年度諾貝爾化學獎。研究病毒以及病毒與人體內(nèi)發(fā)生作用的生物分子的結(jié)構(gòu)，對于弄清病毒的致病機理與過程至關重要，利用這些結(jié)構(gòu)信息有針對性地進行藥物設計、合成與篩選，可以大大加快新藥物研制的進程。利用這種方法，國外已成功研制出用于治療艾滋病的藥物，對于降低艾滋病的死亡率起到了良好的作用。在2003年我國出現(xiàn)SARS疫情后不及，我國科學家就利用同步輻射光成功測定了SARS病毒主蛋白酶的結(jié)構(gòu)，為研制抵御SARS病毒的藥物提供了重要信息。在醫(yī)學診斷方面，同步輻射光也展示出了非常重要的應用前景。心血管疾患常導致突發(fā)性死亡，是威脅人類生命的主要疾病之一。采用同步輻射光源X射線的造影技術

18、可以實現(xiàn)安全、高清晰的心血管成像，為心血管疾病的早期診斷提供安全、快速的診斷方法。在腫瘤診斷方面，利用同步輻射光的高分辨特點，可以發(fā)現(xiàn)很小的腫瘤，實現(xiàn)腫瘤的早期診斷以提高腫瘤的治愈率。,衢州學院化學與材料工程學院,人類賴以生存的自然環(huán)境是脆弱的，資源也是有限的。環(huán)境污染、生態(tài)失衡、資源短缺、地球變暖和自然災害等，都對人類的生存構(gòu)成了直接威脅，地球和環(huán)境科學面臨的許多挑戰(zhàn)正成為世界性的課題。分子環(huán)境科學以同步輻射X射線譜學技術作為主要分析手段，能在分子水平上描述環(huán)境污染物的形態(tài)，研究污染物的遷移和轉(zhuǎn)化的復雜化學過程，從而評估污染風險和確定污染治理方案。而基于分子環(huán)境科學所建立起來的受環(huán)境污染植物

19、的修復技術，以其自然、生態(tài)、綠色的特點而越來越受到重視與歡迎，可望產(chǎn)生重大的社會效益和經(jīng)濟效益。在地球科學研究方面，利用高亮度同步輻射X射線作為微探針，將能夠深入地了解地殼深處和地幔中礦物的演變和轉(zhuǎn)化，對于礦床地質(zhì)、礦物、巖石、探礦以及地球化學研究起著重要的作用。,衢州學院化學與材料工程學院,微電子機械系統(tǒng)（MEMS）是一種高智能度、高集成度的系統(tǒng)?？茖W家預言，20年后MEMS產(chǎn)出的社會和經(jīng)濟效益將相當于今天微電子技術所產(chǎn)生的。在微細加工技術中，利用同步輻射X光深度光刻技術，已經(jīng)研制出微型傳感器、微型光電部件、微型馬達、微型齒輪、微電子開關和微型噴嘴等，同步輻射光將在MEMS制造技術開發(fā)方面將

20、發(fā)揮重要作用。隨著集成電路的集成度越來越高，科學界預計，對線度在幾十納米及以下的集成電路，同步輻射光刻技術將有可能成為主要的光刻手段。,衢州學院化學與材料工程學院,在石化及化學工業(yè)中，催化劑起著核心作用，對產(chǎn)出有重要影響。利用同步輻射光可以研究催化機理和催化劑的特性，這有助于研究發(fā)明新型催化劑，其結(jié)果直接影響到石油化工的效率和產(chǎn)出。在高分子材料改性和開發(fā)研究方面，同步輻射光所起的作用受到越來越多的關注。移動通訊和便攜式電腦市場的迅猛發(fā)展導致對質(zhì)輕、價低、續(xù)航時間長的可充電電池的需求激增，各國的制造商正在為掌握新的電化學反應以開發(fā)高性能的電池而陳兵鏖戰(zhàn)，而同步輻射光正是他們手中的新式武器。 在許

21、多其它產(chǎn)業(yè)研發(fā)與檢測方面，如超大規(guī)模集成電路中硅晶片中的痕量雜質(zhì)探測分析、飛機發(fā)動機和航天器的疲勞測試、紙漿無氯漂白工藝改進、化妝品效果分析乃至新口味凝膠食品的開發(fā)等，同步輻射光都將大顯其非凡身手。,衢州學院化學與材料工程學院,位于張江高科的上海光源是我國目前最強大的X射線源,青山碧水之間的歐洲同步輻射設施屬于第三代同步輻射,衢州學院化學與材料工程學院,4. X射線譜,實驗表明，X射線管陽極發(fā)射出的X射線譜分為兩類：連續(xù)X射線譜和特征X射線譜。,又稱白色射線，是由某一短波限0開始直到波長等于無窮大的一系列波長組成。,又稱標識射線，具有特定的波長，且波長取決于陽極靶元素的原子序數(shù)。 只有當管壓超

22、過某一特定值時才能產(chǎn)生特征X射線。特征X射線譜是疊加在連續(xù)X射線譜上的。,衢州學院化學與材料工程學院,X射線管發(fā)出的X射線,衢州學院化學與材料工程學院,（1）連續(xù)X射線譜,各種條件對連續(xù)X射線強度的影響示意圖,當改變陽極靶元素時，各種波長的相對強度隨元素的原子序數(shù)的增加而增加。,當增加X射線管壓時，各波長射線的相對強度一致增高，最大強度波長m和短波限0變小。,當管壓保持不變，增加管流時，各種波長的X射線相對強度一致增高， 但m和0數(shù)值大小不變。,連續(xù)X射線譜的規(guī)律和特點,衢州學院化學與材料工程學院,（2）特征X射線譜,特征X射線譜的產(chǎn)生相理與陽極物質(zhì)的原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊密相關的。原子系統(tǒng)內(nèi)的電子按

23、泡利不相容原理和能量最低原理分布于各個能級。在電子轟擊陽極的過程中，當某個具有足夠能量的電子將陽極靶原子的內(nèi)層電子擊出時，于是在低能級上出現(xiàn)空位，系統(tǒng)能量升高，處于不穩(wěn)定激發(fā)態(tài)。較高能級上的電子向低能級上的空位躍遷，并以光子的形式輻射出特征X射線譜。,特征X射線產(chǎn)生的根本原因是原子內(nèi)層電子的躍遷,衢州學院化學與材料工程學院,特征X射線產(chǎn)生原理圖,K層電子被擊出時，原子系統(tǒng)能量由基態(tài)升到K激發(fā)態(tài)，高能級電子向K層空位填充時產(chǎn)生K系輻射。L層電子填充空位時，產(chǎn)生K輻射；M層電子填充空位時產(chǎn)生K輻射。,衢州學院化學與材料工程學院,當管電壓超過某臨界值時，特征譜才會出現(xiàn)，該臨界電壓稱激發(fā)電壓。當管電壓

24、增加時，連續(xù)譜和特征譜強度都增加，而特征譜對應的波長保持不變。 鉬靶X射線管當管電壓等于或高于20KV時，則除連續(xù)X射線譜外，位于一定波長處還疊加有少數(shù)強譜線，它們即特征X射線譜。 鉬靶X射線管在35KV電壓下的譜線，其特征x射線分別位于0.63和0.71處，后者的強度約為前者強度的五倍。這兩條譜線稱鉬的K系。,特征X射線的相對強度是由各能級間的躍遷幾率決定的，另外還與躍遷前原來殼層上的電子數(shù)多少有關。,衢州學院化學與材料工程學院,莫塞萊定律,特征X射線譜的波長只取決于陽極靶物質(zhì)的原子結(jié)構(gòu)，是物質(zhì)的固有特性，與其他外界因素無關。 特征X射線譜的波長隨原子序數(shù)Z的增大而變小。莫塞萊在1914年發(fā)

25、現(xiàn)了這一規(guī)律，并給出如下關系式。,衢州學院化學與材料工程學院,特征X射線的強度特征,K系特征X射線的強度與管電壓、管電流的關系為： IK=Ai(V-VK)n 產(chǎn)生特征輻射的前提是在原子內(nèi)層產(chǎn)生空位，這就需要入射電子將內(nèi)層電子擊出，這就要求由陰極射來的電子具有足夠能量，其值必須大于（至少等于）內(nèi)層（如K層）電子與原子核的結(jié)合能EK。只有當加速電壓VVK時，才能滿足上述要求。所以VK實際上是與能級EK的數(shù)值相對應的：eVK= EK 工作電壓為K系激發(fā)電壓VK的35倍時，連續(xù)譜造成的衍射背影最小。,衢州學院化學與材料工程學院,5. X射線與物質(zhì)的相互作用,X射線與物質(zhì)的相互作用，是一個比較復雜的物理

26、過程。 一束X射線通過物體后，其強度將被衰減，它是被散射和吸收的結(jié)果，并且吸收是造成強度衰減的主要原因。,衢州學院化學與材料工程學院,沿一定方向運動的X射線光子流與物質(zhì)的電子相互碰撞后，向周圍彈射開來，這便是X射線的散射。 散射分為波長不便的相干散射和波長改變的不相干散射。,（1）散射,入射的X射線光子與原子內(nèi)受核束縛較緊的電子相碰撞而彈射，光子的運動方向改變了，但能量幾乎沒有損失，波長也不改變，這種散射稱為相干散射，也稱為經(jīng)典散射或湯姆遜散射。 相干散射是X射線在晶體中產(chǎn)生衍射的基礎。,相干散射,衢州學院化學與材料工程學院,X射線光子與束縛力不大的外層電子或自由電子碰撞時，電子被撞離原子并帶

27、走光子的一部分能量而成為反沖電子，X射線光子也被撞偏了2角度，能量減小，波長增加。,非相干散射,非相干散射是A.H.Compton（康普頓）和我國物理學家吳有訓等人發(fā)現(xiàn)的，亦稱康普頓-吳有訓散射。非相干散射突出地表現(xiàn)出X射線的微粒特性，只能用量子理論來描述，亦稱量子散射。它會增加連續(xù)背影，給衍射圖象帶來不利的影響，特別對輕元素。,非相干散射示意圖,衢州學院化學與材料工程學院,（2）X射線的真吸收,有時將X射線通過物質(zhì)時造成的能量損失稱為真吸收。 X射線通過物質(zhì)時產(chǎn)生的光電效應和俄歇效應，使入射X射線的能量變成光電子、俄歇電子和熒光X射線的能量，使X射線強度被衰減，是物質(zhì)對X射線的真吸收過程。,

28、物質(zhì)對X射線的吸收，是指X射線通過物質(zhì)時，光子的能量變成了其它形式的能量，X射線發(fā)生了能量損耗。物質(zhì)對X射線的吸收主要是由原子內(nèi)部的電子躍遷而引起的。這個過程中發(fā)生X射線的光電效應和俄歇效應。,衢州學院化學與材料工程學院,原子在入射X射線光子或電子的作用下失掉K層電子，處于K激發(fā)態(tài)；當L層電子填充空位時，放出能量，產(chǎn)生兩種效應： (1) 熒光X射線； (2) 若被照射物原子內(nèi)層電子空位，被外層電子填補后，其多余的能量不以X射線的形式放出，而是傳遞給其余外層電子，使之脫離原子本身。此現(xiàn)象稱為Auger效應（俄歇效應）。,光電效應,俄歇效應,衢州學院化學與材料工程學院,當一束X射線通過物質(zhì)時，由于散射和吸收等作用使其透射方向上的強度衰減。衰減的程度與所經(jīng)過物質(zhì)中的距離成正比。,6. X射線的吸收和單色