特征x线和连续x线的产生_什么叫连续x射线?

来源:大律网小编整理 2022-07-02 07:50:22 人阅读
导读:x光照相是要看清内部结构,而低能量段的x光不仅穿不透人体,还把自己的能量都沉积到人体里了。说白了,我们只想要大灯泡的亮度,但不想它变成大烤箱。滤波器就是把这种无...

x光照相是要看清内部结构,而低能量段的x光不仅穿不透人体,还把自己的能量都沉积到人体里了。说白了,我们只想要大灯泡的亮度,但不想它变成大烤箱。滤波器就是把这种无用辐射挡掉。

根据eU=hc/λ λ=1.24/U=1.24/150=0.0083nm 当x射线管的管电压为150kv时,产生的x射线的最短波长是0.0083nm

1.电子的韧制辐射,用高能电子轰击金属,电子在打进金属的过程中急剧减速,按照电磁学,有加速的带电粒子会辐射电磁波,如果电子能量很大,比如上万电子伏,就可以产生x射线,这是目前实验室和工厂,医院等地方用的产生x射线的方法。

2.原子的内层电子跃迁也可以产生x射线,量子力学的理论,电子从高能级往低能级跃迁时候会辐射光子,如果能级的能量差比较大,就可以发出x射线波段的光子,说白了就是x射线.不同元素的原子发出的x射线光子不同,这个性质已经用来鉴别材料中的元素很久了。

X射线的特征是波长非常短,频率很高.因此X射线必定是由于原子在能量 相差悬殊的两个能级之间的跃迁而产生的.所以X射线光谱是原子中最靠内层的电子跃迁时发出来的,而光学光谱则是外层的电子跃迁时发射出来的.X射线在电场磁场中不偏转.这说明X射线是不带电的粒子流。

连续X射线是高速电子受到阳极靶原子核的库仑场的阻力减速,动能转化为X射线的能量时产生的。又称轫致辐射。 相对地,还有一种标识X射线。标识X射线是高速电子将靶原子的内层轨道电子碰撞出轨道后,外层电子向内层跃迁时发出的。因为跃迁释放的能量具有原子的特征,因此又称特征X射线。 标识X射线和连续X射线的激发源都是电子,还有第三种,X射线荧光, 激发源就是X射线本身。X射线荧光是用一定波长的X射线照射靶原子,使靶原子处于激发态,从而激发出光子而形成的。X射线荧光是光子。 标识X射线和连续X射线,激发源都是电子,电子发射X射线,用于X射线波谱仪;X射线荧光,激发源是X射线,靶原子吸收X射线并发射光子,用于X射线荧光谱仪。X射线荧光谱仪,根据色散方式不同,又可以分为X射线荧光光谱仪(波长色散)和X射线荧光能谱仪(能量色散)。

X射线是由低能光子组成( 低于 150ev),伦琴命名它为X射线,

后来人们证实是一种短波电磁辐射。X射线的发现在物理学史上非常重要,与放射性和电子的发现一起揭开了现代物理的序幕,开始了人类对物质世界了解的新时期。

德国科学家伦琴在1985年做阴极射线管实验时,发现了一种神秘的射线可以使包裹的底片曝光,而且可以穿透物体,伦琴把这种未知的射线命名为X 射线。这个著名的发现获得了首届诺贝尔物理学奖。

X射线由能量不一的光子组成,分为连续谱和特征谱两种。

连续谱的X射线来源于经过高压加速的电子碰撞到金属阳极上,突然减速,电子的能量以光子的形式释放出来,称为刹车辐射,这个命名是不是很形象。特征辐射是靶材元素核外电子间的跃迁产生的,也叫做标识辐射,可以用来对不同的元素进行识别,比如科研实验室中常用的X射线光电子能谱仪XPS,就是这种原理制备的。

X射线本质上属于电磁波,它与无线电波、可见光等并没有本质的区别。

它主要是是由高压电子束,比如几十千伏的电压加速的电子,撞击到钨靶上产生的。X射线波长很短,在 0.001到1个纳米左右,能量要比300多纳米的紫外线要强的多。

X射线对人体有损害

X射线具有很强的的穿透力,而且波长越短,穿透力越强,对人体有损伤,除了必要的X射线检查,还是要远离X光。在最初X射线风靡的年代,美国的大街上也出现过X光自拍亭,在里面可以给自己手掌拍张快照,时髦的姑娘小伙都会去拍一拍,全然不知X光的危险,和现在喜欢手机自拍的是不是一样的心理。


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X射线通常是由高速电子在真空中撞击靶而获得的。高速电子到了靶上,受靶中原子核的库仑场的作用而速度骤减,由此伴随产生的辐射叫轫致辐射,又称为刹车辐射。所得X射线谱为连续X射线谱,此连续谱在短波端有一极限,因为X光子的能量最大只能等于入射电子能量。

这要从X射线产生的原理来阐述。我们通常都是用高能电子束轰击阳极靶或待测样品来获得X射线。那么高能电子轰击阳极过程中与靶原子之间的相互作用分为4个并行、独立的物理过程:电离、激发、弹性散射和韧致辐射。1,电离:原子的外层价电子或内层电子在高速电子作用下完全脱离原子轨道,使原子变成离子,称为电离。电离过程中向外发射的光谱有两种:一种是由于价电子脱离原子轨道,离子结合自由电子变为处于激发态的原子,在回到基态过程中发射出光学光谱。由于外层电子轨道的能级差小,所以这些光谱一般在紫外线、可见光和红外线的波长范围,不属于X射线。而且这部分光能几乎全部被周围原子所吸收,转化为热。另一种是内层电子完全脱离轨道,使原子处于激发态,当原子从激发态回到基态过程中,会产生标识X射线。2,激发:高速电子或二次电子撞击原子外层电子,由于作用较弱,不足使其电离,仅将电子推入更高能级的空壳层,使原子处于激发态,这种作用叫激发。入射电子的动能一部分转化为方向改变、速度变小的出射电子的动能,另一部分是被原子吸收的激发能。处于激发态的原子将发射光学光谱,最终全部转化为热能。3,弹性散射:高速电子受原子核电场的作用而改变运动方向,但是能量不变,称为弹性散射。没有光谱辐射,也没有能量损失。但是由于在阳极靶内物质密度极大,散射的距离会很短。高速电子很快在改变后的方向上与其他原子核或核外电子相遇而发生相互作用。4,韧致辐射:高速电子在原子核的电场作用下,速度突然变小时,他的一部分能量转变成电磁波发射出来,这种情况叫韧致辐射。这部分能量产生的电磁波波长在X射线范围内。这部分产生的X射线波长是连续的,是连续谱。综上所述,X射线的产生有两部分,一个是韧致辐射产生的连续谱,另一个是高速电子与内层电子作用而产生的标识谱。对于不同的元素,其内层电子的能级是一定的。所以产生的X射线的标识谱具有特征性,可以据此来分析物质的成分。

线质是对射线穿透物质能力的度量,穿透力较强的射线称其线质较硬,穿透力较弱的射线称其线质较软。对单色射线,线质可用光子能量或波长定量表示,对连续X射线,因其能量和波长是连续分布的,一般可用半价层,吸收系数或有效能量来定量表示。

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