X射線的物理學基礎課件保存于：cailiaofenxi@163.com密碼：xingxiaodong1X射線的物理學基礎一、X射線的性質二、X射線的產生三、X射線譜四、X射線與物質的相互作用2X射線的物理學基礎一、X射線的性質二、X射線的產生三、X射線譜四、X射線與物質的相互作用3一、X射線的性質（1）引言X射線的發現是19世紀末20世紀初物理學的三大發現（X射線1895年、放射線1896年、電子1897年）之一，這一發現標志著現代物理學的產生。倫琴榮獲1901年第一屆諾貝爾物理獎；貝克勒爾，居里1903年；湯姆遜1906年；4一、X射線的性質（2）發現X射線1894年11月8日，德國物理學家倫琴在研究陰極射線管的高壓放電現象時，發現了能使熒光屏發光的一種新射線。1895年12月22日，倫琴和他夫人拍下第一張X射線照片。1895年12月28日，倫琴第一篇研究通訊《一種新射線——初步研究》。倫琴將當時無法確定本質的新射線稱為X射線。5一、X射線的性質（3）X射線的主要特征肉眼不可見，但能使熒光物質發出熒光，能使照相底片感光呈直線傳播，經過電場或磁場時不發生偏轉具有自身的特點（很高的穿透能力、可被物質吸收和減弱、可使空氣電離、對生物細胞有殺傷作用等）6一、X射線的性質（4）貢獻幾個月后被用于醫學診斷，后來又用于金屬材料和機械零件的探傷。1901年獲第一屆諾貝爾物理獎。1912年勞厄發現了X射線通過晶體時產生衍射現象，證明了X射線的波動性和晶體內部結構的周期性。（1914諾獎）1912年11月，布拉格利用X射線分析晶體結構，提出著名的布拉格方程，成功解釋勞厄的實驗。（1915諾獎）7一、X射線的性質（4）貢獻圖為澳大利亞悉尼大學一名工作人員在審視手中的X射線照片8一、X射線的性質（5）X射線的本質1912年，德國物理學家勞厄（M.V.Laue)等根據理論預見到，并用實驗證實：X射線照射晶體時，將產生干涉（即衍射）現象。證明了X射線的本質是電磁波。這是X射線衍射學的第一個里程碑。X射線的本質是波長極短的電磁波；同可見光、紫外線以及其它基本粒子（電子、中子、質子等）都一樣，都具有波粒二象性。既有波動性，又有粒子性，都會產生干涉、衍射、吸收和光電效應等。X射線的波長較短，X光子的能量就相對較高，因此它的微粒特性比較明顯。9一、X射線的性質（6）X射線的波長度量單位：埃，納米nmX射線的波長范圍為10~0.001nm對應能量0.124~1240KeV波長越長，波動性越明顯；波長越短，粒子性越明顯；10-1510-1410-1210-1010-810-610-410-2110

宇宙射線射線X射線

紫外線可見光

無線電波

紅外線圖電磁波譜10一、X射線的性質（7）X射線的波粒二象性波動性：X射線以一定的波長和頻率在空間傳播，反映了物質運動的連續性；X射線干涉、衍射；粒子性：X射線以光子形式輻射和吸收時，具有一定的質量、能量和動量，反映了物質運動的分立性。

——λ越小，p和ε越大，X射線穿透能力越強。11一、X射線的性質（8）X射線的分類根據X射線波長的不同，可將X射線分為以下兩種：硬X射線：波長短軟X射線：波長較長波長愈短穿透能力愈強，用于金屬探傷的X射線波長為0.005~0.01nm或更短；適用于晶體結構分析的X射線，波長約為0.05~0.25nm。12一、X射線的性質（9）X射線探測與防護因X射線是人類肉眼看不見的射線，必須使用專門的設備和儀器進行間接探測。探測X射線的主要儀器設備是：熒光屏、照相底片和探測器等。過量的X射線對人體會產生有害影響，且影響程度取決于X射線的強度、波長和人體的受害部位。操作調試時，要嚴格遵守安全條例，注意采取防護措施，要特別注意不要讓身體直接暴露在X射線束照射之中。13X射線的物理學基礎一、X射線的性質二、X射線的產生三、X射線譜四、X射線與物質的相互作用14二、X射線的產生（1）X射線的產生條件X射線是由高速運動著的帶電粒子（電子）與某種物質撞擊突然被阻止時，伴隨電子動能的消失或轉化而產生的。要獲得X射線，必須滿足以下條件：（1）產生并發射自由電子的電子源，如加熱鎢絲發射熱電子；（2）在真空中（一般為10-4Pa），使電子作定向的高速運動；（3）在高速電子流的運動路程上設置一障礙物（陽極靶），使高速運動的電子突然受阻而停止下來。15二、X射線的產生（1）X射線的產生條件X射線產生的本質：電子在轟擊激發材料時，實際就是電子從原子核附近穿過，受到原子核電磁場的作用（非彈性散射）而偏轉減速時釋放的多余能量——以連續X射線形式釋放；或者是高速電子將原子中的K層電子打出，L層電子躍遷到K層時釋放多余的勢能，以特征X射線形式釋放。

16二、X射線的產生（2）X射線管電子式X射線管實質上是一個真空二極管，陰極是發射電子的燈絲、而陽極是阻礙電子運動的金屬靶面，陰極和陽極都密封在高真空（1.3*10-4Pa）的管內。封閉電子式X射線管及其工作原理圖燈絲變壓器高壓變壓器燈絲靶窗口X射線17二、X射線的產生（2）X射線管陰極（燈絲）：鎢絲制成，通電加熱至白熱后放出熱電子在30KV~50KV高壓電場作用下，電子高速向陽極轟擊而產生X射線。為了聚焦電子束，在燈絲外有金屬聚焦罩，其電位較陰極低100V~400V。金屬聚焦罩用高熔點金屬鉬或鉭制造。X射線管結構圖18二、X射線的產生（2）X射線管陽極（靶）：使電子突然減速發射X射線；由熔點高、導熱好的銅制成。為了獲得各種波長的X射線，常在電子束轟擊的陽極靶面鍍一層Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Mo、Ag和W等元素。因高速電子的動能僅1%左右轉變為X射線，99%都轉變成熱能，為避免燒熔靶面，需通水冷卻。19二、X射線的產生（2）X射線管窗口：金屬鈹制成，是X射線射出的通道，要求既要由足夠的強度維持高真空，又要對X射線吸收小。通常由四個或兩個窗口。X射線在各個方向上的強度不相同，與電子束垂直的方向，強度最大。由于靶面不是絕對光滑平整，因此常在與靶面成6度的方向接收X射線。20二、X射線的產生（3）X射線管的焦點焦點是陽極靶表面被電子束轟擊的一塊面積，X射線就從這塊面積上發出。焦點的形狀和尺寸是X射線管的重要特性之一。焦點的形狀取決于燈絲形狀，螺線形燈絲產生長方形焦點。為提高X射線衍射的分辨本領，要求焦點小、強度高。縮小焦點途徑——在與靶面成一定角度位置接受X射線。21二、X射線的產生（4）其他結構的X射線管旋轉陽極X射線管：采用適當的方法使陽極高速旋轉，這樣，可使靶面受電子轟擊的部位——焦斑隨之改變，有利于散熱，可以提高X射線管的額定功率幾倍到幾十倍。細聚焦X射線管：在X射線管陰陽極之間，添加一套靜電透鏡或電磁透鏡，使陰極發射的電子束聚焦在陽極上，焦斑只有幾個微米到幾十微米。雖然電子束流減小，但因焦斑小，單位焦斑面積發射的X射線強度增加。這種X射線管，除了可以縮短拍攝照片得到極細的X射線束，有利于提高結構分析的精度。22X射線的物理學基礎一、X射線的性質二、X射線的產生三、X射線譜四、X射線與物質的相互作用23三、X射線譜（1）X射線譜X射線譜：用適當的方法測量X射線管發出的X射線的波長及其對應的強度，并在強度——波長坐標上得到的X射線強度隨波長的變化曲線。兩類X射線譜：連續X射線譜特征（標識）X射線譜24三、X射線譜（2）連續X射線譜連續X射線譜：在一定的管電壓U（如50KV）以下，X射線強度隨波長連續變化，稱這種譜線為連續X射線譜，即連續譜。連續X射線譜的特點：在短波方向上有短波限λ0，波長的最小值每條譜線都有一個強度最大值，譜線最大強度對應的波長λmax，最大值出現在1.5λ0處隨管電壓增大，強度相應增高，譜線的短波限和強度最大值均相短波方向移動。圖鎢靶連續X射線譜max025三、X射線譜（2）連續X射線譜用經典物理學和量子理論可以解釋連續譜的變化規律和產生機理：當X射線管兩極間加高壓時，大量電子（例如，當管電流為10mA時，也即每秒通過0.01C的電量時，1s內射向陽極的電子數為6.25*1016個電子）在高壓電場的作用下，以極高的速度向陽極靶面轟擊；由于陽極的阻礙作用，電子將產生極大的負加速度。26三、X射線譜（2）連續X射線譜經典物理學：一個帶負電荷的電子做加速運動時，電子周圍的電磁場將發生急劇變化，此時必然要產生一個電磁波，或至少一個電磁脈沖。由于極大數量的電子射到陽極上的時間和條件不可能相同，因而得到的電磁波將具有連續的各種波長，形成連續X射線譜。27三、X射線譜（2）連續X射線譜量子理論：X射線光子的產生當能量為eU的電子與靶原子碰撞時，電子失去能量，其中一部分以光子形式輻射出去。每碰撞一次，產生一個能量為hν的光子。連續譜的形成大量的電子在到達靶面的時間、條件均不同，而且還有多次碰撞，因而產生不同能量不同強度的光子序列，即形成連續譜。28三、X射線譜（2）連續X射線譜關于短波限極限情況下，能量為eU的電子在碰撞中一次把能量全部轉給光子，那么該光子獲得最高能量并具有最短波長，即短波限λ0

——短波限只與管電壓有關，并隨管電壓增大減小29三、X射線譜（2）連續X射線譜關于強度最大值X射線的強度定義為單位時間內通垂直于傳播方向的單位截面的能量大小，即通過單位面積的光量子流率，取決于光子能量hν和光子數目n。

——強度最大值不出現在光子能量最大值λ0處，而是大約1.5λ0處30三、X射線譜（2）連續X射線譜X射線的總強度連續X射線譜線下的面積表示連續X射線的總強度Ig，即陽極靶發射出的X射線的總能量：

經驗公式：

i—管電流，U—管電壓，Z—陽極靶原子序數，K，m——常數（m≈2，K≈(1.1~1.4)×10-9）31三、X射線譜（2）連續X射線譜X射線管發射連續X射線的效率

對于W靶，Z=74，當U=100KV時，η≈1%

——其余能量在靶上轉化為熱能。32三、X射線譜（2）連續X射線譜連續譜與電流、電壓和靶材的關系圖連續譜與電流、電壓和靶材的關系33三、X射線譜（3）特征X射線譜在連續X射線譜的基礎上產生。當管電壓繼續升高，大于某個臨界值時，在連續譜線的某個波長處出現強度峰，成為特征X射線。將這一臨界電壓稱為激發電壓。當電壓加到25KV時，Mo靶的連續X射線譜上出現了二個尖銳的峰K

(0.071nm)和K

(0.063nm)。

圖Mo靶的連續X射線譜與特征X射線譜34三、X射線譜（3）特征X射線譜特征X射線譜的特征在連續譜上出現特征譜線，常見Kα，Kβ兩條K波長比K長，K與K強度比約為5：1K還分為K1和K2兩條線，K1和K2強度比約為2：1。

35三、X射線譜（3）特征X射線譜特征X射線譜的特征圖Mo的標識X射線譜隨著電壓的增大，特征譜強度增強，但波長不變，也就是說，這些譜線的波長與管壓和管流無關。

它與靶材有關。對給定的靶材，它們的這些譜線是特定的。因此，稱之為特征X射線譜或標識X射線譜。產生特征X射線的最低電壓稱激發電壓。

36三、X射線譜（3）特征X射線譜特征譜的產生機理LKMNK系激發KKKL系激發LLE3E2E1E4OLKMNK系激發L系激發KKKLL圖特征X射線的產生機理37三、X射線譜（3）特征X射線譜特征譜的產生機理特征X射線的產生主要與原子內部電子的激發與躍遷有關。原子中電子是按一定的規則(泡利不相容原理和能量最低原理）分布在核外不連續的軌道（殼層）上。這些軌道標識為K、L、M、N等，它們具有特定的能級，而且由內而外，能級逐漸升高；相鄰兩層的能量差隨著主量子數的增加而減小，即K、L兩層之間的能量差最大。當原子受到高速電子的撞擊時，如果這些電子束的能量足夠大，它們就會將原子內層的電子打出去，這一過程稱激發。K層電子的打出稱K系激發，依次有L系、M系激發等。當內層電子被激發后，便在原有的位置上留下一個空位，外層電子就會躍入此空位，同時將多余的能量以X射線光子的形式釋放出來，這一過程稱躍遷。38三、X射線譜（3）特征X射線譜特征譜的產生機理輻射出的X光子能量由電子躍遷所跨越的兩個能級的能量差來決定。比如n2n1層電子的躍遷：式中，n2，n1分別為電子躍遷前后所在的能級，En2，En1分別為電子躍遷前后的能量狀態。原子內部電子軌道間的電子躍遷產生的射線波長在X射線的范圍之內。各個原子中各電子層間的能量差是一定的，所以由此產生的X射線波長是一定的。這就是特征X射線產生的機理。39三、X射線譜（3）特征X射線譜特征X射線的命名當K電子被打出K層時，如L層電子來填充K空位時，則產生Kα輻射。此X射線的能量為電子躍遷前后兩能級的能量差。同樣當K空位被M層電子填充時，則產生Kβ輻射。M能級與K能級之差大于L能級與K能級之差，即一個Kβ光子的能量大于一個Kα光子的能量；Kβ的波長就小于Kα。但因L→K層躍遷的幾率比M→K遷附幾率大五倍，故Kα輻射強度比Kβ大五倍左右。顯然，當L層電子填充K層后，原子由K激發狀態變成L激發狀態，此時更外層如M、N……層的電子將填充L層空位，產生L系輻射。因此，當原子受到K激發時，除產生K系輻射外，還將伴生L、M……等系的輻射。除K系輻射因波長短而不被窗口完全吸收外，其余各系均因波長長而被吸收。40三、X射線譜（3）特征X射線譜特征X射線的命名同一殼層中電子并不處于同一能量狀態，而分屬于若干個亞能級。如L層的8個電子分別屬于L1、L2、L3三個亞能級。因此電子從同層不同亞層向同一內層躍遷，輻射的特征譜線的波長必有微小的差值。由于L3K的躍遷幾率比L2K躍遷高1倍，所以K1線的強度是K2的兩倍。

L1L2L3KEK1K241三、X射線譜（3）特征X射線譜臨界激發電壓產生特征輻射前提是將內層電子轟擊出來，即要求陰極射來的電子的動能必須大于等于該內層電子與原子核的結合能電離。eU≥WK＝hυK，才能產生K激發。其臨界值為eUK＝WK，UK稱之臨界激發電壓。42三、X射線譜（3）特征X射線譜K系標識X射線的強度與管壓、管流的關系式中，K2和n為常數，n等于1.5~1.7U和Uk分別為工作電壓和K系激發電壓i為管流43三、X射線譜（3）特征X射線譜表常用的陽極靶K系標識X射線譜的波長和工作電壓44三、X射線譜（3）特征X射線譜說明：激發電壓對不同的陽極靶是不同的，它由陽極靶的原子序數Z所決定。陽極靶不同，產生的特征X射線的波長不同。工作電壓一般是激發電壓的3-5倍。因為當工作電壓激發電壓的3-5倍時，I特/I連最大。實驗中最常用的特征X射線是K。最常用的靶材是Cu和Fe。K=2/3K1+1/3K2，有時需要注意區分K1和K2。45三、X射線譜（4）莫塞萊定律特征X射線的頻率（或波長）只與陽極靶物質的原子結構有關，而與其他外界因素無關，是物質的固有屬性。1913年莫塞萊發現，特征X射線的頻率的平方根和靶材原子序數Z之間存在線性關系，即

式中K和均為常數。莫塞萊定律是X射線光譜分析的依據。46X射線的物理學基礎一、X射線的性質二、X射線的產生三、X射線譜四、X射線與物質的相互作用47四、X射線與物質的相互作用（1）X射線的散射（2）X射線的吸收（3）X射線的衰減規律與吸收系數（4）吸收限的利用48四、X射線與物質的相互作用0.引言X射線與物質相互作用時，會產生各種不同的復雜過程，從能量轉換來看，一束X射線通過物質時，它的能量可分為三部分：散射：相干散射，非相干散射；吸收；熒光X射線，光電子和俄歇電子；透過。X射線與物質的相互作用入射X射線強度I0散射X射線相干的非相干的電子反沖電子俄歇電子光電子熒光X射線光電效應俄歇效應X熱能透射X射線I=I0e-X49四、X射線與物質的相互作用（1）X射線的散射X射線散射——沿一定方向運動的X射線光子流與物質的電子相互碰撞后，部分X射線將改變它們前進的方向，向周圍發散開來的過程，即發生散射現象。相干散射（彈性散射）非相干散射（非彈性散射）兩類50四、X射線與物質的相互作用（1.1）X射線的散射——相干散射定義：入射的X射線光子與原子中受束縛較緊的電子相碰撞而彈射，光子的方向改變了，但能量幾乎沒有損失，于是產生了波長不變的相干散射。機理：原子中的電子在入射X射線電場力的作用下產生與入射波頻率相同的受迫振動，于是這樣的受迫振動的電子便成為一個新的電磁波源，向四周輻射與入射X射線的頻率（波長）相同的電磁波，并且彼此之間有確定的相位關系。由于散射線與入射線的波長和頻率一致，位相固定，在相同方向上各散射波符合相干條件，故稱為相干散射，也稱經典散射或湯姆遜散射。相干散射是X射線在晶體中產生衍射現象的基礎。51四、X射線與物質的相互作用（1.2）X射線的散射——非相干散射當X射線與束縛較小的外層電子或自由電子作用時，X射線光子將一部分能量傳給電子，使之脫離原有的原子而成為反沖電子。同時光子本身也改變了傳播方向，發生散射，且能量減小，即散射X射線的波長變長了。散射X射線波長的改變與傳播方向存在如下的關系：△=′－=0.00243(1-cos2)式中，′為散射線的波長(nm)；為入射線的波長(nm)。52四、X射線與物質的相互作用（1.2）X射線的散射——非相干散射

美國物理學家康普頓與我國著名的物理學家吳有訓一起在1924年發現的此效應。故亦稱康普頓－吳有訓散射或量子散射。非相干散射不能參加晶體對X射線的衍射，只會在衍射圖像上形成強度隨sin/的增加而增大的連續背底，給衍射分析帶來不利影響。53四、X射線與物質的相互作用（1.3）X射線的散射相干散射散射波為相干波，可以干涉加強；只有相干散射才能產生衍射,相干散射是X射線衍射基礎非相干散射非相干散射不能干涉加強產生衍射,非相干散射只能形成衍射的背底54四、X射線與物質的相互作用（2）X射線的吸收X射線的吸收是指X射線通過物質時，將原子內層電子擊出，X射線能量轉變為其他形式的能量，即發生了能量損耗。X射線的吸收主要包括：光電效應與熒光（二次特征）X射線俄歇效應55四、X射線與物質的相互作用（2.1）光電效應與熒光（二次特征）X射線光電效應——當用X射線轟擊物質時，若X射線的能量大于物質原子對其內層電子的束縛力時，入射X射線光子的能量就會被吸收，從而導致其內層電子（如K層電子）被擊出，產生光電效應。圖光電效應56四、X射線與物質的相互作用（2.1）光電效應與熒光（二次特征）X射線熒光輻射——失去內層電子的原子處于激發態，將發生外層電子向內層躍遷同時釋放波長一定的特征X射線。稱為二次熒光輻射或熒光輻射。圖熒光輻射57四、X射線與物質的相互作用（2.1）光電效應與熒光（二次特征）X射線激發限產生的二次特征X射線的波長與激發它們所需的能量取決于物質的原子種類和結構。要使K、L、M等層電子產生光電效應，入射X射線的能量必須大于等于原子中K、L、M等層電子的逸出功WK，即

K：從激發光電效應的角度說，稱為激發限波長，意義是只有入射的X射線波長達到或小于它時，才能激發物質的二次特征X射線。

58四、X射線與物質的相互作用（2.1）光電效應與熒光（二次特征）X射線吸收限一旦產生光電效應，入射的X射線光子被大量地吸收，所以，λK、λL、λM等也稱作被照物質因產生熒光輻射而大量吸收入射X射線的K、L、M吸收限。利用吸收限可以計算靶材的臨界激發電壓，例如：式中，UK為K臨界激發電壓（KV）；λK為陽極靶材物質的K吸收限波長（nm）K：從X射線被吸收的角度看，稱為吸收限波長。意義是當入射的X射線的波長達到它時，入射X射線將被該物質強烈吸收，并產生光電效應。59四、X射線與物質的相互作用（2.1）光電效應與熒光（二次特征）X射線熒光輻射的利與弊：在X射線衍射分析中，熒光輻射是有害的，它會增加衍射譜的背底，使衍射花樣變得復雜。在元素分析方面，熒光輻射又可作為X射線熒光光譜分析的基礎。60四、X射線與物質的相互作用（2.2）俄歇效應定義：當高能級的電子向低能級躍遷時，能量不是產生二次X射線，而是被周圍某個殼層上的電子所吸收，并促使該電子受激發逸出原子成為二次電子。這種效應是俄歇1925年發現的，稱俄歇效應，產生的二次電子稱俄歇電子。圖光電子、熒光X射線和俄歇電子三種過程示意圖61四、X射線與物質的相互作用（2.2）俄歇效應俄歇電子的命名原子K層電子被擊出，外層電子如L層的L2電子向K層躍遷，其能量差可能不是以產生一個K系X射線的形式釋放，而是被鄰近的電子（比如另一個L2電子）所吸收，使這個電子受激發而逸出原子成為俄歇電子；常用參與俄歇過程的三個能級來命名：KL2L2俄歇電子。俄歇電子的能量與參與俄歇過程的三個能級能量有關：俄歇電子具有特定的能量值，僅與物質元素種類有關。利用該原理制造的俄歇能譜儀主要用于材料表面的成份分析。

62四、X射線與物質的相互作用（3）X射線的衰減規律與吸收系數X射線通過物質時，X射線強度會衰減。其中，因散射引起的衰減遠遠小于因吸收導致的衰減量。因此，可以近似地認為，X射線通過物質后其強度的衰減是由于物質對它的吸收所造成的。

63四、X射線與物質的相互作用（3）X射線的衰減規律與吸收系數實驗證明，一單色X射線透過一層均勻物質時，其強度將隨穿透深度的增加呈指數規律減弱，即——透射束強度——入射束強度——線吸收系數——物質厚度線吸收系數μl（cm-1）表示沿穿透方向單位長度X射線的衰減程度，與X射線的波長、吸收物質、吸收物質物理狀態等有關。I/I0為穿透系數或透射因數。64四、X射線與物質的相互作用（3）X射線的衰減規律與吸收系數為避開吸收系數隨吸收物體物理狀態不同而改變的問題，令

——質量吸收系數質量吸收系數μm（cm2·g-1）表示單位質量物質對X射線的吸收程度，只與X射線的波長和吸收物質有關。對一定波長的X射線和一定的物質來說，μm為一定值，不隨吸收體物理狀態的改變而變化。65四、X射線與物質的相互作用（3）X射線的衰減規律與吸收系數一般來說，當吸收物質一定時，X射線的波長越短越容易被吸收，當波長一定時，吸收體的原子序數Z越大，X射線被吸收得越多。質量吸收系數與物質的原子序數Z和入射X射線的波長有如下實驗函數關系：式中K為常數。吸收系數反映了不同物質對X射線的吸收程度。66四、X射線與物質的相互作用（3）X射線的衰減規律與吸收系數Pt（Z=78）的質量吸收系數m隨入射X射線波長的變化67四、X射線與物質的相互作用（3）X射線的衰減規律與吸收系數物質對CuK（=0.154178nm）的質量吸收系數m隨原子序數Z的變化68四、X射線與物質的相互作用（3）X射線的衰減規律與吸收系數吸收系數隨波長和原子序數的增大而增大,且在一定區間內是連續變化的。這是因為X射線的波長越長越容易被物質所吸收。在某些波長的位置上產生跳躍式的突變，即存在吸收體因被激發產生光電效應而大量吸收入射X射線的吸收限。對一定波長的X射線在某些原子序數的位置上也產生跳躍式的突變。曲線分為若干段，每段曲線連續變化滿足公式關系，各段的K值不同。69四、X射線與物質的相互作用（3）X射線的衰減規律與吸收系數如果吸收體中是由兩種以上的元素組成的化合物或混合物、或溶液，其總體的質量吸收系數是其組分元素的質量吸收系數的加權平均值，即

式中，i為各元素的質量百分數；n為組元的數目。70四、X射線與物質的相互作用（3）X射線的衰減規律與吸收系數連續X射線的質量吸收系數實驗證明，連續X射線穿過物質時的質量吸收系數，相當于一個稱為有效波長λ有效的波長值對應的質量吸收系數。

λ有效=1.35λ0其中，λ0為連續譜的短波限。71四、X射線與物質的相互作用（4）吸收限的利用對于選定的物質（Z一定），曲線中某幾處出現質量吸收系數突增，其原因是由于隨著入射波長的減小，光子的能量達到了激發某個內層電子的數值，在該波長處產生光電效應，X射線大量被吸收，稱該波長為吸收限。72四、X射線與物質的相互作用（4.1）吸收限的利用——陽極靶材的選擇為避免樣品強烈吸收入射X射線產生熒光輻射，對分析結果產生干擾。必須根據所測樣品的化學成分選用不同靶材的X射線管，原則是：

Z靶≤Z樣品