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X射线衍射仪厂家讲解X射线与物质的相互作用

发布时间:2015-08-14   点击次数:903次

一、X射线的散射

    X射线通过物质时,部分X射线将改变它们前进的方向,即发生散射现象。X射线的散射包括两种:相干散射和非相干散射。X射线衍射仪厂家下面做详细解释:

1、相干散射

定义:入射的X射线光子与原子中受束缚较紧的电子相碰撞而弹射,光子的方向改变了,但能量几乎没有损失,于是产生了波长不变的相干散射。?

机理:原子中的电子在入射X射线电场力的作用下产生与入射波频率相同的受迫振动,于是这样的受迫振动的电子便成为一个新的电磁波源,向四周辐射与入射X射线的频率(波长)相同的电磁波,并且彼此之间有确定的相位关系。晶体中规则排列的原子,在入射X射线的作用下都产生这种散射,于是在空间就形成了满足波的相互干涉条件的多元波,故称这种散射为相干散射,也称经典散射或汤姆逊散射。

2、非相干散射

? 当X射线与束缚较小的外层电子或自由电子作用时,X射线光子将一部分能量传给电子,使之脱离原有的原子而成为反冲电子。同时光子本身也改变了传播方向,发生散射,且能量减小,即散射X射线的波长变长了。

二、X射线的吸收

    物质对X射线的吸收指X射线能量在经过物质时转变为其它形式能量的效应。它主要包括:光电效应(二次特征幅射)和俄歇效应。

1、光电效应与荧光(二次特征)幅射

定义:当用X射线轰击物质时,若X射线的能量大于物质原子对其内层电子的束缚力时,入射X射线光子的能量就会被吸收,从而导致其内层电子(如K层电子)被激发,并使高能级上的电子产生跃迁,发射新的特征X射线。我们称X射线激发的特征X射线为二次特征X射线或荧光X射线。这种以光子激发电子所发生的激发和辐射过程称为光电效应,被击出的电子称光电子。

2、俄歇效应

定义:当高能级的电子向低能级跃迁时,能量不是产生二次X射线,而是被周围某个壳层上的电子所吸收,并促使该电子受激发逸出原子成为二次电子。这种效应是俄歇1925年发现的。故称俄歇效应,产生的二次电子称俄歇电子。二次电子具有特定的能量值,可以用来表征这些原子。利用该原理制造的俄歇能谱仪主要用于分析材料表面的成分。

三、X射线的衰减规律与吸收系数

    X射线通过物质时,X射线强度衰减了。其中,因散射引起的衰减远远小于因吸收导致的衰减量。因此,可以近似地认为,X射线通过物质后其强度的衰减是由于物质对它的吸收所造成的。

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