文档介绍：第一章 X射线的性质
第一页，共29页。
主要内容：
X射线的性质
X射线的产生及X射线谱
X射线与物质的相互作用
第一章 X射线的物理基础
第二页，共29页。
第一章 X射线的物理基础
19奖金。
布拉格父子（W. L. Bragg，子、W. H. Bragg，父）
英国物理学家，在利用X射线研究晶体结构方面作出了巨大的贡献，奠定了X射线谱学及X射线结构分析的基础。他们因此而于1915年共同获得诺贝尔物理学奖金。
X射线的发现和广泛应用是廿世纪科学发展中最伟大成就之一，围绕X射线进行科研工作的科学家获诺贝尔奖的就有近卅人之多。
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与X射线及晶体衍射有关的部分诺贝尔奖获得者名单
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§1-1 X射线的性质
波长：紫外线和射线之间
特点：
1、 在电磁场中不发生偏转；
2、 穿透力；
3、 波长较短的电磁波，范围
~10nm之间；
4、对人体有伤害。
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§1-1 X射线的性质
X射线本质是电磁波
磁场分量
电场分量A
忽略
沿y轴传播的波长λ
X射线波的方程表示为：
A = A0cos2π(y/λ-νt)
A0—电场强度振幅， ν– 频率（c/λ）
c – 光速； t – 时间
（1-1）
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§1-1 X射线的性质
以φ表示相位，即φ= 2π（y/λ) ，令ω=2πν
A = A0cos（φ-ωt）
当t=0时，
则（1-1）可写成
（1-2）
（1-2）指数形式为
A = A0ei(φ-ωt)
A = A0eiφ
eiφ--- 相位因子
X射线
波动性
粒子性-显著-光量子流
光量子
动能E=hν=hc/λ
动量P=h/λ=hν/c
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§1-2 X射线的产生及X射线谱
A
K
高压
1895年伦琴发现，高速电子撞击某些固体时，会产生一种看不见的射线，它能够透过许多对可见光不透明的物质，对感光乳胶有感光作用，并能使许多物质产生荧光，这就是所谓的X射线或伦琴射线。
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X射线谱
连续 射线谱
（标识 射线谱）特征 射线谱
X
X
X
原子内壳层电子跃迁产生的一种辐射和高速电子在靶上骤然减速时伴随的辐射，称为X 射线。
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管电压
管电流
阳极靶原子序数
一、连续 X射线谱
1、实验规律
2、产生机理
连续性？
swl？
Imax-m?
∞？
经典电动力学
量子理论
强度随波长连续变化
管压U增大（i，Z不变），
各波长X射线强度提高，
短波限swl和强度最大值 m减小
管流i 增大（ U一定，Z不变)
各波长X射线强度提高，
swl与 m不变
靶材的原子序数Z越高（U ，i 不变）
各波长X射线强度越大，
swl与 m保持不变
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二、特征 X射线谱
1）由若干互相分离且具有特定波长的谱线组成；
2）强度大大超过连续谱线的强度并迭加于连续谱线之上；
3）谱线波长不随X射线光管的工作条件（电压和电流）而变，只决定于阳极靶物质的原子序数
1、实验规律
当U≥UK时，在连续谱上特定波长出现出现一系列强度很高、波长范围很窄的线状光谱，称为特征谱或标识谱
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2、产生机理
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K K
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3、X射线的应用
莫塞莱定律：
特征X射线的频率或波长只取决于阳极靶物质的原子能级结构，而与其他外界因素无关。
1914年，莫塞莱总结发现了这一规律，并因此获得诺贝尔物理奖
莫塞莱定律成为X射线荧光光谱分析和电子探针微区成分分析的理论基础
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§1-3 X射线与物质的相互作用
X射线到达物质表面后的能量将分为三大部分，即吸收、透射、散射能量。
一、 X射线的透射系数和吸收系数
l 称线吸收系数
e-t 称透射系数
X射线强度随透入深度的变化
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m--质量吸收系数
可反应物质本质的吸收特性
l X射线通过单位厚度（体积）
物质的相对衰减量
m—单位面积厚度为t的体积中的物质的质量（m= t）
m—X射线通过单位面积上单位质量物质后强度的相对衰减量。
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m随入射波长的变化（Z一定）
m