X射线产生的机制 不连续的

X射线产生的机制

摘要:

X射线产生于高速运动的电子轰击靶原子。它的波长和强度的关系反映X射线具有连续谱和特征谱，连续谱来源于带电粒子轰击靶原子时速度的连续变化；而特征谱来源于电子内壳层的跃迁。电子内层跃迁时，产生了一系列的K、L、M……线系，在K（L、M…）线系中，又以初态的不同而再分为K?、K?，…（L?、L?，…M?﹑M?，…）。这些X射线的标识谱可由原子内层能级给以解释。 关键词]

X射线、连续谱、特征谱、产生机制。

0 引言

X射线是一种波长较短的电磁波，是伦琴在1895年发现的。它的发现，不仅开始了物理学的新时期，而且使人类的生活受到了巨大影响。由于X射线具有极强的穿透性，医疗上用于透视和照相。另外，X射线具有光的一切特性，如反射、折射、干涉、衍射等性质，还具有独特的光谱结构。X射线的这些特性，决定了它在光学、化学、生物学等一系列重大研究中有着广泛应用。既然X射线的地位如此重要，那么X射线是如何产生的？本文就X射线产生的机制问题进行探讨。

1 X射线的产生背景

1895年11月8日，伦琴在暗室里做阴极射线管中气体放电的实验，为了避免紫外线与可见光的影响，特用黑色纸板把阴极射线管包了起来。但伦琴意外发现，在一段距离之

1.1 简答连续X射线产生机理。

工业检测中X射线的总强度与哪些因素有关？答：根据经典电动力学理论，在X射线管内高速运动的电子与靶原子碰撞时，与原子核的库仑场相互作用，由于电子急剧减速而产生电磁辐射，称为韧致辐射。电子与靶相撞前初速度各不相同，相撞时减速过程又各不相同，少量电子经一次撞击就失去全部动能，而大部分电子经过多次制动逐渐丧失动能，这就使能量转换过程中所发出的电磁辐射具有各种波长，因此，X射线的波谱呈连续分布，就产生了连续X射线。

1.2 工业检测中X射线的总强度与哪些因素有关？

1.3 答： X射线束在某一垂直截面的总强0度I总与管电流i成正比，与阳极靶材料的原子序数Z成正比，与管电压V的平方成正比。即：I总

2

＝KiZiV。

1.3简答X射线和γ射线的性质？ 答：Ｘ射线和γ射线有以下性质：

（1）Ｘ射线和γ射线同属于电磁波，在真空中以光速直线传播。 （2）本身不带电，不受电场和磁场的影响。

（3）在物质界面只能发生漫反射，折射系数接近于 1，折射方向改变的不明显。

（4）仅在晶体光栅中才产生干涉和衍射现象。（5）不可见，能够穿透可见光不能穿透的物质。

（6）在穿透物体过程中，会与某些物质会发生复杂的物理和化学作用，例如电离作

第一章 X射线的产 生与本质

1-1 X射线的本质； 1-2 X射线的产生； 1-3 X射线谱； 1-4 X射线与物质相互作用； 1-5 X射线的探测与防护；

1-1 X射线的本质 X射线的本质是电 (1)波动性; (2)粒子性。 相关习题：

磁辐射，具有波 粒二像性。

电磁波谱

波动性 X射线的波长范围：

0.01~100 Å

表现形式：用晶体作衍射光栅观

察到了X射线的衍射现象，即证 明了X射线的波动性。

硬X射线：波长较短的硬X射线能量较高，穿透 性较强，适用于金属部件的无损探伤及金属物 相分析。 软X射线：波长较长的软X射线能量较低，穿透 性弱，可用于非金属材料的分析。 X射线波长的度量单位常用埃(Å)或晶体学单 位(kX)表示；通用的国际计量单位中用纳米 ( nm) 表 示 ， 它 们 之 间 的 换 算 关 系 为 ： 1nm=10 Å = 10 9 m 1kX=1.0020772±0.000053 Å (1973年值)。

粒子性特征表现为以光子形式辐射和吸收时具有的一 定的质量、能量和动量。 表现形式为在与物质相互作用时交换能量。如 光电效应；荧光辐射等。 X射

第一章 X射线的产 生与本质

1-1 X射线的本质； 1-2 X射线的产生； 1-3 X射线谱； 1-4 X射线与物质相互作用； 1-5 X射线的探测与防护；

1-1 X射线的本质 X射线的本质是电 (1)波动性; (2)粒子性。 相关习题：

磁辐射，具有波 粒二像性。

电磁波谱

波动性 X射线的波长范围：

0.01~100 Å

表现形式：用晶体作衍射光栅观

察到了X射线的衍射现象，即证 明了X射线的波动性。

硬X射线：波长较短的硬X射线能量较高，穿透 性较强，适用于金属部件的无损探伤及金属物 相分析。 软X射线：波长较长的软X射线能量较低，穿透 性弱，可用于非金属材料的分析。 X射线波长的度量单位常用埃(Å)或晶体学单 位(kX)表示；通用的国际计量单位中用纳米 ( nm) 表 示 ， 它 们 之 间 的 换 算 关 系 为 ： 1nm=10 Å = 10 9 m 1kX=1.0020772±0.000053 Å (1973年值)。

粒子性特征表现为以光子形式辐射和吸收时具有的一 定的质量、能量和动量。 表现形式为在与物质相互作用时交换能量。如 光电效应；荧光辐射等。 X射

X射线特性研究

X射线实验

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X射线各种特性的研究

目录

引言

第一章 实验元

件···················································· 3 第一节 X射线实验仪··········································· 3 第二节 X-ray Apparatus”简介·································· 5 第二章 X 射线的探测··············································· 6

第一节 简述几种X 射线的探测··································· 6 第二节 用电离法探测X射线实验 ································7 第三章 X射线的吸

收·················································10 第一节 研究

X射线的发现与应用

摘 要

X射线又名伦琴射线，它的波长范围一般在0.001nm到1nm或更长一点。X射线的发现对自然科学的发展有着极为重要的意义，它像一根导火线，引起了一连串的反应，从本质上改变了我们的生活方式。论文通过理论与实际相结合的方法，主要介绍了X射线的发现过程， X射线的性质，X射线的应用和X射线的防护技术等方面最新发展。X射线在各个领域有着广泛的应用，和人类生产、生活息息相关。例如，医疗用的CT扫描仪的图像能让医生看到人体内脏的结构，从而做出正确的诊断。X射线标志元素来研究物质组成更是给科研带来了一场革命。本文的重点是探讨X射线的最新研究成果及其实用价值，并对X射线的广阔应用前景作出展望。

关键词：X射线；发现；效应；应用；防护

邵阳学院毕业论文（设计）

Abstract

X-ray and X ray, it is in commonly 0.001 nm wavelength range to 1 nm or more. X-ray findings has extremely important significance to the development of natural science, it is l

剂量的概念

当X线管工作时，就会释放出X射线束，它是辐射的一种类型。利用这些射线束，技术员可以对要检查的任何部位照射,然后通过胶片或成像装置生成图像。X线穿透了目标或人体，并在整个过程中发生了衰减.

用简单的术语来说，这一衰减等于是单个有放射活性的粒子的减少。在某个测定点测量的有关辐射数量的报告中就产生了“剂量”的概念.

由于X线产生过程中，不是利用了所有的X线粒子生成图像，只是使用其中的一部分光子.由于辐射可能

引起人体的生物损伤，我们力求取

Fig. 1: Determining Dose Parameters

得最大的可能效应，也就是用最小的辐射剂量产生最佳的图像.

一般而言，“剂量”的概念意味着根据环境的不同，如根据测量剂量的部位不同采用不同的量。因为这个原因，下面就为大家介绍最常用的剂量概念.

剂量参数

入射剂量

入射剂量是指在某个放射区域的中部，在身体或仿真模型表面测到的剂量。但是，在X射线束的路径上如果没有被照射物体，也在此点进行测量。只是测量时没有来自物体的散射线。当放射线投照在一个物体时，通常都有一定的放射活性粒子的散射。这就相当于光束照射在玻璃表面，总有一定数量的光被反射回来.

用于测量入射剂量的单位是焦耳(J)

X射线的发现与应用

摘 要

X射线又名伦琴射线，它的波长范围一般在0.001nm到1nm或更长一点。X射线的发现对自然科学的发展有着极为重要的意义，它像一根导火线，引起了一连串的反应，从本质上改变了我们的生活方式。论文通过理论与实际相结合的方法，主要介绍了X射线的发现过程， X射线的性质，X射线的应用和X射线的防护技术等方面最新发展。X射线在各个领域有着广泛的应用，和人类生产、生活息息相关。例如，医疗用的CT扫描仪的图像能让医生看到人体内脏的结构，从而做出正确的诊断。X射线标志元素来研究物质组成更是给科研带来了一场革命。本文的重点是探讨X射线的最新研究成果及其实用价值，并对X射线的广阔应用前景作出展望。

关键词：X射线；发现；效应；应用；防护

邵阳学院毕业论文（设计）

Abstract

X-ray and X ray, it is in commonly 0.001 nm wavelength range to 1 nm or more. X-ray findings has extremely important significance to the development of natural science, it is l

X射线衍射分析的应用

衍射分析方法是以材料结构分析为基本目的的现代分析方法。电磁辐射或电子束、中子束等与材料相互作用产生相干散射（弹性散射），相干散射相长干涉的结果——衍射是材料衍射分析方法的技术基础。衍射分析包括X射线衍射分析、电子衍射分析及中子衍射分析等方法。

X射线衍射分析基于以下原理：X射线照射晶体，晶体中电子受迫振动产生相干涉，同一原子内各电子散射波相互干涉形成原子散射波，各原子散射波相互干涉，在某些方向上一致加强，即形成了晶体的衍射波（线）。衍射方向（衍射线在空间分布的方位）和衍射强度是据以现实材料结构分析等工作的两个基本特征。衍射方向以衍射角即入射线与衍射线的夹角2θ表达，其与产生衍射晶面之晶面间距[dhkl,(HKL)为干涉指数表达之晶面]及入射线波长（λ）的关系即衍射产生的必要条件遵从布拉格方程：

2dHKLsinθ=λ

多晶X射线衍射的基本方法为衍射仪法与（粉末）照相法。（粉末）照相法以光源（X射线管）发出的单色光（特征X射线，一般为Ka射线）照射（粉末）多晶体（圆柱形）样品，用底片记录产生的衍射线。用其轴线与样品轴线重合的圆柱形底片记录者称为德拜（Debye）法；用平板底片记录着称为针孔法。较早的x射线衍射分析多采用照相

原子物理学教案20

X射线的发射谱

实验测得的X射线的发射谱----X射线的波长与强度的关系如图所示。从图中可以看出，X射线谱是由两部分构成的，一是波长连续变化的部分，称为连续谱，它的最小波长只与外加电压有关；另一部分是具有分立波长的谱线，这部分线状谱线要么不出现，一旦出现，它们的峰所对应的波长位置完全决定于靶材料本身，故这部分谱线称之为特征谱，又称标识谱。

一、连续谱----轫致辐射

经典电动力学告诉我们，带电粒子变速运动时伴随着辐射；当带电粒子与原子相碰撞，发生骤然减速时，由此伴随产生的辐射称之为轫致辐射，又称为刹车辐射．

由于在带电粒子到达靶子时，在靶核的库仑场的作用下带电粒子的速度是连续变化的，因此辐射的X射线就具有连续谱的性质。

实验测到的连续谱存在一个最小波长?min，其数值只依赖于外加电压V，而与原子序数Z无关，如图所示。实验发现，连续谱的最小波长?min与外加电

139

原子物理学教案20

压V的关系为：

1.24?min?nmV(kV)

式中V是外加电压，以kV为单位．由此得到的波长?min的单位是nm。

要解释上式的物理含义，必须要利用光的量子说。如果一个电子在电场中得到的动能Ek?1eV，当它到达靶子时，它全部能量就转成