《XRD测试技术-课件》.pdf

X射线衍射(X-Ray Diffraction) 13 X射线的产生及其性质 2 X射线衍射原理 3 X射线衍射分析方法 4 X射线衍射方法 3 X射线衍射分析的应用 1. X射线的产生及其性质 学习要求 • 了解X射线的发展史 • 了解X射线的基本性质 • 掌握X射线的产生条件 • 掌握光电效应、荧光辐射和俄歇效应等基本概念； • 理解并掌握X射线的衰减规律，理解质量吸收系数的 含义，理解吸收限及其应用。 • 理解X射线的相干散射和非相干散射 1.1 X射线的发展史 1895年，著名的德国物理学家伦琴在研究真空管高压放 电现象时偶然发现了X射线。 （1901年获得首届诺贝尔奖） 1895 ～1897年，他搞清楚了X射线的产生、传播、穿透 力等大部分特性。 1912年德国物理学家劳埃发现X射线在晶体上的衍射(x- ray diffraction) ，从而证明了X射线是光的一种，有其波动性。 1.1 X射线的发展史 Max von Laue Wilhelm Conrad Röntgen (1845-1923) (1879-1960) 1901 Nobel Prize 1914 Nobel Prize 1.1 X射线的发展史 1.2 X射线的性质 （一）X射线是电磁波  X射线的本质与可见光、红外线、紫外线以及宇宙射线 相同，均属电磁波，同时有波动性和粒子性特征。  X射线波长范围0.001-10 nm，波长较可见光，两者的主要 差别起因于波长不同。在电磁波谱( 图1)上X射线处于紫外 与γ射线之间，适用于衍射分析的波长0.05-0.25 nm 。 图1 电磁波谱 1.2 X射线的性质 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： -9 1nm = 10 Å = 10 m 1kX = 1.0020772 ±0.000053 Å (1973年值) 1.2 X射线的性质 （二）波粒二象性 波动性表现为以一定的频率和波长在空间传播。 表现形式：在晶体作衍射时光栅观察到的X射线的衍 射现象，即证明了X射线的波动性。 粒子性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：在与物质相互作用时交换能量。如光电效 应；二次电子等。 1.2 X射线的性质 X射线的频率ν 、波长λ 以及其光子的能量E 、动量p 之间存在如下关系： E = h= hc/, p = h/= h /c -34 h －普朗克常数（6.62618 ×10 J·S)