发射X射线
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X射线的发射谱解析
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
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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
X射线衍射习题
X射线衍射分析
习题及参考答案
一、判断题
1、只要原子内层电子被打出核外即产生特征X射线 (×) 2、在K系辐射线中Kα2波长比Kα1的长 (√) 3、管电压越高则特征X射线波长越短 (×) 4、X射线强度总是与管电流成正比 (√)
5、辐射线波长愈长则物质对X射线的吸收系数愈小 (×) 6、满足布拉格方程2 d sinθ=λ必然发生X射线反射 (×) 7、衍射强度实际是大量原子散射强度的叠加 (√) 8、温度因子是由于原子热振动而偏离平衡位置所致 (√) 9、结构因子与晶体中原子散射因子有关 (√) 10、倒易矢量代表对应正空间中的晶面 (√)
11、大直径德拜相机的衍射线分辨率高但暴光时间长(√ ) 12、标准PDF卡片中数据是绝对可靠的 (×) 13、定性物相分析中的主要依据是d值和I值 (√) 14、定量物相分析可以确定样品中的元素含量 (×) 15、定量物相分析K法优点是不需要掺入内标样品 (√) 16、利用高温X射线衍射可以测量材料热膨胀系数(√) 17、定量物相分析法中必须采用衍射积分强度 (√) 18、丝织构对称轴总是沿着试样的法线方向 (×)
19、为获得更多衍射线条
X射线衍射方向
材料研究方法
1、选择反射:
X射线在晶体中的衍射实质是晶体中各原子散射波之间的干涉结果。只是由于衍射线的方向恰好相当于原子面对入射线的发射,所以可以借用镜面发射规律来描述X射线的衍射,即将衍射看成反射,是布拉格方程的基础。但衍射是本质,反射仅是为了使用方便的描述方式。X射线的晶面反射与可见光的镜画反射亦有所不同。一束可见光以任意角度投射到镜面上都可以产生反射,但X射线只有在满足布拉格方程的θ角上才能发生反射,是具有选择性的而非任意的,只有当d、θ和λ满足布拉格方程时才能发生反射,。因此,这种反射亦称选择反射。一组面网只能在一定的角度上反射X射线,级次越高,衍射角越大。
人们经常用“反射”这个术语来描述一些衍射问题,有时也把“衍射”和“反射”作为同义语混合使用,但其实质都是说明衍射问题;有两种几何学的关系必须牢记:①入射光束、反射面的法线和衍射光束一定共面;②衍射光束与透射光束之间的夹角等于2θ,这个角称为衍射角。
例1: Al,面心立方,已知a=0.405nm
用CuK??0.15416nm线照射,问(111)面网组能产生几条衍射线。 解: d? n?0.405?0.234nm 3
X射线的实验
X射线特性研究
X射线实验
上海宝徕科技开发有限公司
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射线衍射习题
X射线衍射分析
习题及参考答案
一、判断题
1、只要原子内层电子被打出核外即产生特征X射线 (×) 2、在K系辐射线中Kα2波长比Kα1的长 (√) 3、管电压越高则特征X射线波长越短 (×) 4、X射线强度总是与管电流成正比 (√)
5、辐射线波长愈长则物质对X射线的吸收系数愈小 (×) 6、满足布拉格方程2 d sinθ=λ必然发生X射线反射 (×) 7、衍射强度实际是大量原子散射强度的叠加 (√) 8、温度因子是由于原子热振动而偏离平衡位置所致 (√) 9、结构因子与晶体中原子散射因子有关 (√) 10、倒易矢量代表对应正空间中的晶面 (√)
11、大直径德拜相机的衍射线分辨率高但暴光时间长(√ ) 12、标准PDF卡片中数据是绝对可靠的 (×) 13、定性物相分析中的主要依据是d值和I值 (√) 14、定量物相分析可以确定样品中的元素含量 (×) 15、定量物相分析K法优点是不需要掺入内标样品 (√) 16、利用高温X射线衍射可以测量材料热膨胀系数(√) 17、定量物相分析法中必须采用衍射积分强度 (√) 18、丝织构对称轴总是沿着试样的法线方向 (×)
19、为获得更多衍射线条
X射线衍射 - 图文
实验四 X射线衍射
一、实验目的及要求
学习了解X射线衍射仪的结构和工作原理;练习用Jade 5.0对多相物质进行相分析;给定实验样品,设计实验方案,做出正确分析鉴定结果。 二、衍射仪及原理
1、X射线衍射原理
X射线是一种波长很短的电磁波,能穿透一定厚度的物质,并能使荧光物质发光、照相乳胶感光、气体电离。在用电子束轰击金属“靶”产生的X射线中,包含与靶中各种元素对应的具有特定波长的X射线,称为特征X射线。考虑到X射线的波长和晶体内部原子间的距离相近,1912年德国物理学家劳厄(M.von Laue)提出一个重要的科学预见:晶体可以作为X射线的空间衍射光栅,即当一束 X射线通过晶体时将发生衍射,衍射波叠加的结果使射线的强度在某些方向上加强,在其他方向上减弱。分析在照相底片上得到的衍射花样,便可确定晶体结构。这一预见随即为实验所验证。1913年英国物理学家布喇格父子(W.H.Bragg,W.L.Bragg)在劳厄发现的基础上,不仅成功地测定了NaCl、KCl等的晶体结构,并提出了作为晶体衍射基础的著名公式──布喇格定律: 2d sinθ=nλ,式中λ为X射线的波长,n为任何正整数。当X射线以掠角θ入射到某一点阵平面间距为d的原子面上时,在符合布
实验七、X射线
实验七、X射线衍射(X-ray diffraction)分析法实验 一.实验目的
1.熟悉Y-2000X射线衍射仪的基本结构和工作原理 2.基本学会样品测试过程
3.掌握利用衍射图进行物相分析的方法 二.射线衍射仪的基本结构(图附后)
X射线衍射仪一般由X光源,测角仪,计数器,数据处理系统组成。 1.X光源
X射线管(T)是热阴极灯丝(4)和阳极靶组成的大型真空管。靶用Cr,Fe,Cu,Co,Ni等金属制成,灯丝变压器(5)供给一定的电流把灯丝加热到白热使它放射出电子。高压变压器(1)在阴极和阳极之间,产生数万伏高压电场。阴极发射出来的电子受到高压加速轰击阳极,这时1%的能量将转变为X射线,99%转变为热能,所以阳极必须用良好的循环水冷却,以防阳极融化,射线波长很短,用毫安表(7)测量电子流强度,以显示X射线强弱。X射线有两种:一种是连续x射线,当高能电子与靶上原子碰撞时,高能电子突然受阻产生负加速度。按照经典电磁辐射理论,作加速带电粒子辐射电磁波,从而产生连续X射线;另一种是特征X射线,高能电子撞击出靶材料原子的内层一个电子,被逐出电子的空位很快被外层的一个电子填占。而这个电子空位又被更外层来的电子占有,如此一系列步骤使该电离原子恢复正
X射线衍射习题
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X射线衍射分析
习题及参考答案
一、判断题
1、只要原子内层电子被打出核外即产生特征X射线 (×) 2、在K系辐射线中Kα2波长比Kα1的长 (√) 3、管电压越高则特征X射线波长越短 (×) 4、X射线强度总是与管电流成正比 (√)
5、辐射线波长愈长则物质对X射线的吸收系数愈小 (×) 6、满足布拉格方程2 d sinθ=λ必然发生X射线反射 (×) 7、衍射强度实际是大量原子散射强度的叠加 (√) 8、温度因子是由于原子热振动而偏离平衡位置所致 (√) 9、结构因子与晶体中原子散射因子有关 (√) 10、倒易矢量代表对应正空间中的晶面 (√)
11、大直径德拜相机的衍射线分辨率高但暴光时间长(√ ) 12、标准PDF卡片中数据是绝对可靠的 (×) 13、定性物相分析中的主要依据是d值和I值 (√) 14、定量物相分析可以确定样品中的元素含量 (×) 15、定量物相分析K法优点是不需要掺入内标样品 (√) 16、利用高温X射线衍射可以测量材料热膨胀系数(√) 17、定量物相分析法中必须采用衍射积分强度 (√) 18、丝织构对称轴总是沿着试样的法线方向 (×)
19、为获得更多衍射
X射线实验报告
X射线衍射物相分析
天文与空间科学学院 081211004 陈升
一 、实验目的
1、学习了解晶体的结构性质,了解了X射线衍射分析物相的原理。
2、利用德国的D8 X射线衍射仪,获得了衍射图谱,用EVA软件处理数据,分析样品中所含的物质。
二、实验原理
任何结晶物质均具有特定晶体结构(结构类型,晶胞大小及质点种类,数目,分布)和组成元素。一种物质有自己独特的衍射谱相对应,多相物质的衍射谱为各个互不相干,独立存在物相衍射谱的简单叠加。衍射方向是晶胞参数的函数(取决于晶体结构);衍射强度是结构因子函数(取决于晶胞中原子的种类、数目和排列方式)。任何一个物相都有一套d-I特征值及衍射谱图。因此,可以对多相共存的体系进行全分析。
凡是高速运动的电子流或其它高能射流(如γ射线,X射线,中子流等)被突然减速时均能产生X射线。产生条件:电子流、高压、靶面、(真空室、冷却系统)X射线管的效率η,是指电子流能量中用于产生X射线的百分数即
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X射线管的效率也仅有1﹪左右,99%的能量都转变为热能。(与冷却系统有关)
由阴极灯丝所发射的数量巨大电子以极高的速度撞向阳极靶,辐射电磁波即释放X射线。这些电子撞向阳极靶上的条件和时间不同,产生电磁辐射也各不相同,而
X射线衍射分析XRD
X射线衍射技术及其应用
仇乐乐
1 X射线物理学基础 1.1 X射线本质及其波谱
X射线是一种电磁波具有波粒二象性,不可见,波长在0.001-10nm之间,穿透性强并且具有杀伤作用。0.05-0.25nm的X射线用于晶体衍射分析,我们称之为“软X射线”,这也是本文所要论述的重点。对于0.005-0.01nm的X射线用于透射分析和探伤。通常使用的X射线源为X射线管,这是一种装有阴阳极的真空封闭管,阴极为灯丝,阳极为金属靶,靶材可以选用铜、钼、钨等。当灯丝中通入电流后,如果在阴阳两极之间施加电压,则阴极灯丝所发出的电子流将被加速,以高速撞击到金属阳极靶上,就会产生X射线。
X射线谱包括连续X射线谱和特征X射线谱。不同管压下的连续谱的短波端,都有一个突然截止的极限波长值,称为短波限。X射线的连续谱短波限只与管电压有关,随着管电压增高则连续谱各波长强度都增高,连续谱最高强度所对应的波长和短波限都向短波方向移动。电子能量的绝大部分在与阳极靶撞击时生成热能而损失掉,只有百分之一成为X射线,所以需对X射线管采取有效的冷却措施。X射线特征谱只有在管电压超过一定值时才会产生,而这种谱线的波长与管电压、管电流等工作条件无关,只决定于阳极材料,不