电子探针2试题.ppt

第二章 X射线基本知识 2.1 X射线光谱发展历史 1895 伦琴发现X射线（1901年第一位诺贝尔物理学奖） 1896 泡利用空气电离室测量了X射线强度 1913 莫塞莱发现了X射线波长与发射X射线物质原子序数之间的关系 哈丁首先用X射线光谱分析了矿物 1923 科斯特用X射线光谱发现了元素铬 赫维西提出用X射线荧光进行定量分析 1924 梭勒制成平行片准直器 1928 盖革发明盖革计数管 1948 弗里德曼制成第一台X射线荧光光谱仪 1949 卡斯特制成第一台电子探针微区分析仪 2.2 X射线是什么 X射线是一种电磁辐射，是由高能电子减速或由原子内层轨道电子跃迁所辐射的电磁辐射。 X射线的波长范围： 在10nm～10－3 nm之间。 可见，X射线是波长非常短的电磁辐射，是不可见的。 X射线也具有波粒二象性。 波动性，用波长表征； 粒子性，用能量表征－－X光子能量： 根据X射线波长或能量的不同，可分为： 超硬 ? 0.1? ( E 100 KeV ) 硬 ?： 0.1~ 1 ? (E 为数十千电子伏） 软 ?： 1~ 1 0? (E ～ 10 KeV） 超软 ? 10 ? 2.3 X射线的一般性质 1. 以光速直线传播，不可见，不受电磁场影响，传播中无质量转移； 2. 在与物质相遇时，可发生透射、反射、折射、衍射、偏振及散射； 散射包括相干散射和非相干散射。 非相干散射又称为康普顿散射： 3.X射线遇到物质会被吸收； 4.物质吸收了X射线，可能发生温度升高、改变性质、电离、分解、 感光、产生斑点或缺陷，甚至造成生物体损伤； 可以激发红外、可见、紫外、X射线（二次荧光）； 产生光电子、俄歇电子； 当 EX 1.02MeV, 可产生正负电子对 (2) 连续X射线强度 强度: 单位时间内 , 探测器有效面积上探测到X光子计数（计数率，CPS），有时也指设定时间内光子计数。 1923年，Kramers (克拉默）提出了连续X射线强度公式： 根据这一规律，可以总结出连续性射线强度随能量、入射电子能量、 入射电子束流、样品原子序数之间的关系： 2. 特征X射线 （1）特征X射线的产生 原子状态决定于四个量子数 主量子数 n=1,2,3,4,--------决定了电子主壳层 K、L、M、N－－－－ 角量子数 l＝0，1，2，3－－－－决定了每一壳层中的支壳层（代 表电子轨道角动量） 总角动量量子数 j=︱l±?︱ 电子角动量与轨道角动量矢量和 总角动量磁量子数 mj=j,j-1,---,0,---- ,-(j-1),-j 自旋及轨道运动产生的磁场 有这四个量子数不同取值，和已决定核外电子可能取得能量值。 例如：W处于K激发态（产生K空位），L3电子跃迁： K态 ? L3态 ＋ K? 69.51KeV 10.20KeV 59.31KeV 这种跃迁要满足跃迁规则：类氢原子的跃迁规则 ⊿n≥1 ⊿l=±1 ⊿j=0 或±1 上述条件必须同时满足。 例如：当K壳层一个电子被打出，形成空位，L1壳层电子能否跃迁填 充空位？ 此时，⊿n＝1 ⊿l=0 ⊿j=0 不能同时满足跃迁规则，不能跃迁。 如 L3壳层电子能否跃迁填充空位？ ⊿n＝1 ⊿l=1 ⊿j=1 同时满足跃迁规则，能跃迁。 (2) 特征X射线的表示方法 由于原子某个壳层产生的空位引起的特征X射线辐射,所辐射的X射线, 统称