1、X射線與物質(zhì)的相互作用材料研究方法 試樣K=(2K1+K2)K1K2作用于固體物質(zhì)透射發(fā)熱特征X射線俄歇電子俄歇效應(yīng)熒光X射線熒光效應(yīng)非相干散射-反沖電子康普頓效應(yīng)相干散射-X射線衍射-X射線衍射學(xué) X射線透射學(xué)散射吸收-光電效應(yīng)光電子- X光電子能譜儀作用示意圖課程內(nèi)容一X射線的散射X射線的吸收二X射線吸收譜三一、X射線的散射1）相干散射-X射線衍射的基礎(chǔ)（束縛緊的內(nèi)層電子激發(fā)后產(chǎn)生）2）非相干散射-是衍射花樣的噪音、背底（束縛松的外層電子激發(fā)后產(chǎn)生）。 - 00.0243（1- cos2）0、分別為X射線散射前后的波長(zhǎng)，2為散射角，即入射線與散射線之間的夾角。 圖2-8 康普頓吳有訓(xùn)效應(yīng)示

2、意圖 二 、X射線的吸收1)光電效應(yīng) 入射X射線（入射光子）激發(fā)原子產(chǎn)生電子和輻射的過(guò)程，稱為光電效應(yīng)。由于被擊出的電子和輻射均是入射X射線（光子）所為，故稱被擊出的電子為光電子，所輻射出的X射線稱二次特征X射線，或熒光X射線。 當(dāng)產(chǎn)生K系激發(fā)時(shí)，入射X射線的能量必須大于或等于將K層電子移出成為自由電子的外部做功WK，臨界態(tài)時(shí)，K系激發(fā)的激發(fā)頻率和激發(fā)限波長(zhǎng)的關(guān)系如下： 注意： K、K 、Uk分別稱為K系的激發(fā)頻率、激發(fā)限波長(zhǎng)和激發(fā)電壓。發(fā)生二次特征時(shí)，吸收很強(qiáng)，難以再衍射。衍射的作用內(nèi)層電子，并未打飛，而僅是原位振動(dòng)，產(chǎn)生與入射X射線一樣的波長(zhǎng)，從而發(fā)生相干，形成衍射。（1）激發(fā)限波長(zhǎng)K與前

3、面討論的連續(xù)特征譜的波長(zhǎng)限0形式相似。K是能產(chǎn)生二次特征X射線所需的入射X射線的臨界波長(zhǎng)，是與物質(zhì)一一對(duì)應(yīng)的常數(shù)。而0是連續(xù)X射線譜的最小波長(zhǎng)，是隨管壓的增加而減小的變量。二次特征X射線是由一次特征X射線作用物質(zhì)（試樣）后產(chǎn)生的，而連續(xù)X射線是由電子束作用物質(zhì)（靶材）后產(chǎn)生的。（2）激發(fā)限波長(zhǎng)K是X射線激發(fā)物質(zhì)（試樣）產(chǎn)生光電效應(yīng)的特定值，入射X射線的部分能量轉(zhuǎn)化為光電子的能量，即X射線被吸收。從X射線被吸收的角度而言，K又可稱為吸收限，即當(dāng)X射線的波長(zhǎng)小于K時(shí)，X射線的能量能激發(fā)物質(zhì)產(chǎn)生光電子，使物質(zhì)處于激發(fā)態(tài)，入射X射線的能量被轉(zhuǎn)化為光電子的動(dòng)能。 注意點(diǎn)：（3）二次特征X射線的波長(zhǎng)與物質(zhì)

4、（試樣）一一對(duì)應(yīng)，也具有特征值，可用于試樣的成分分析，其強(qiáng)度愈高愈好。但在運(yùn)用X射線進(jìn)行晶體衍射分析時(shí)，則應(yīng)盡量避免物質(zhì)試樣）產(chǎn)生二次特征X射線，否則會(huì)增強(qiáng)衍射花樣的背底，增加分析難度。（4）光電子不同于反沖電子。光電子是X射線（光量子）作用物質(zhì)后，激發(fā)束縛緊的內(nèi)層電子使之成為自由電子，該電子稱為光電子，具有特征能量，而反沖電子是束縛較松的外層電子或自由電子吸收了部分X射線（光量子）的能量而產(chǎn)生的，使X射線的能量降低波長(zhǎng)增加。 注意點(diǎn)：2）俄歇效應(yīng)與熒光效應(yīng)3）X射線強(qiáng)度衰減規(guī)律透射系數(shù) l為物質(zhì)的線吸收系數(shù)，反映了單位體積的物質(zhì)對(duì)X射線的衰減程度。 為質(zhì)量吸收系數(shù)，反映了單位質(zhì)量的物質(zhì)量對(duì)X射線的衰減程度。 3）X射線強(qiáng)度衰減規(guī)律 吸收譜：L1L2L3mOKKL2L3L13）X射線強(qiáng)度衰減規(guī)律三、吸收限的作用吸收限的作用主要有兩個(gè)：選靶材和濾片。 1選靶材 目的：保證靶材產(chǎn)生的特征X射線不被 樣品大量吸收，從而產(chǎn)生衍射花樣。故依樣品而定。