Главная | Обратная связь

Безперервне рентгенівське випромінювання.

Гальмування електронів первинного пучка у кулонівському полі атома призводить до виникнення безперервного спектра гальмівного рентгенівського випромінювання з енергіями квантів від нуля до енергії пучка.

Довжина хвилі рентгенівського кванта обернено пропорційна енергії, яку втратив електрон, що збуджує квант, тому довжини хвилі квантів з максимальною енергією (Е₀) будуть мати мінімальне значення; довжина хвилі (l_min), яка отримала назву короткохвильової межі, і є сталою для певної енергії пучка.

Рисунок 1.16 – Розподіл інтенсивності безперервного рентгенівського випромінювання

Аналіз залежностей, наведених на рисунку, показує:

- величина l_min змінюється залежно від енергії пучка (прискорюючої напруги), причому вона зміщується у бік більш короткої хвилі зі збільшенням Е₀;

- інтенсивність безперервного рентгенівського випромінювання досягає максимуму при 1,5l_min, який зміщується у бік великих довжин хвиль при зменшенні Е₀;

- інтенсивність рентгенівського випромінювання збільшується зі зростанням енергії пучка.

(1.20) зі зростанням енергії кванта Е його інтенсивність падає, а при збільшенні атомного номера матеріалу мішені – зростає.

Безперервне рентгенівське випромінювання створює фон у спектрах рентгенівського мікроаналізу. Інтенсивність фону має велике значення для визначення межі чутливості приладу. Задача дослідника і конструктора полягає в тому, щоб досягти малої величини фону. У деяких випадках, наприклад, при рентгенівському мікроаналізі біологічних об’єктів, інтенсивність фону має і корисну інформацію.

 

Механізм утворення характеристичного рентгенівського випромінювання.

Характеристичне рентгенівське випромінювання утворюється при переході атома зі збудженого у стаціонарний стан.

 

Рисунок 1.17 – Схема процесу збудження та релаксації атома: 1 - первинний електрон; 2 - вилучений електрон; 3 - перехід електрона; 4 - рентгенівський квант

 

Закон Мозлі

Мозлі встановив зв’язок між частотою лінії рентгенівського випромінювання та атомним номером мішені

де =2,06·10^-16с^-1 – стала Рідберга; – коефіцієнт, характерний для певної серії випромінювання (для К-серії s =1, для L-серії s =7,5); – головне квантове число.

Рисунок 1.18 – Діаграма енергетичних рівнів атома

Ураховуючи те, що на оболонці не може бути більше 2n² електронів, та принцип заборони Паулі (у даному енергетичному стані не може бути двох електронів з однаковим набором квантових чисел), К-оболонка не має підоболонок, L-оболонка має три підоболонки (L₁ містить 2 електрони, L₂ – 2 , L₃ – 4 ), M-оболонка має п’ять підоболонок (M₁ – 2, M₂ – 2, M₃ – 4, M₄ – 4, M₅ – 6), N-оболонка має сім підоболонок (N₁ – 2, N₂ – 2, N₃ – 4, N₄ – 4, N₅ – 6, N₆ – 6, N₇ – 8).

Часто закон Мозлі записують у лінеаризованій формі (1.25)

Закон Мозлі читається наступним чином: корінь квадратний з частоти є лінійною функцією атомного номера елемента.

Визначивши довжину хвилі рентгенівського випромінювання або частоту, можна за допомогою закону Мозлі точно встановити атомний номер елемента.