4.2.1 Характеристическое рентгеновское излучение
Страница 2 из 8
Нам необходимо знать несколько аспектов процесса ионизации для понимания, почему характеристическое рентгеновское излучение,так полезно и что нужно для его генерации:
Электронные оболочки: Мы используем специальную терминологию для определения различных характеристических лучей. Чтобы понять терминологию, вы должны быть знакомы с Боровской теории строения атома, в которой электроны окружающие ядра расположены в конкретных оболочках. (Электроны остаются в оболочках, а не падают по спирали на ядро из-за ограничений, налагаемых квантовой теорией).
Отступление: по историческим причинам, самая близкая к ядру внутренняя электронная оболочка называется K оболочкой, следующей внутренней оболочкой является L оболочка, следующей M, и так далее, в соответствии с рисунком 4.2. Все оболочки (за исключением K оболочки) сами по себе могут иметь подоболочки (например, L1, L2 и т.д.). Мы называем характеристические рентгеновские лучи в соответствии с тем, как оболочки заполняются и тем, из которой оболочки электрон выходит. (K, L, M и т.д., терминология была впервые введена Чарльзом Баркла, одним из первых рентгеновских спектроскопистов).
Энергия характеристического рентгеновского излучения равна разнице между энергиями двух оболочек. Таким образом, если мы заполняем дырку в K-оболочке электроном с L-оболочки мы получаем Кα рентгеновский квант, но если мы заполним его электроном с M-оболочки мы получаем Kβрентгеновский квант. Если дырка в оболочке L, заполнятся электроном с M оболочки мы получаем Lα рентгеновский квант, а если мы заполним его электроном с N оболочки мы получаем Lβ рентгеновский квант. Система обозначений на самом деле гораздо более сложная, потому что мы разделяем α рентгеновские лучи на α1 и α2 в зависимости от того с какой подоболочки внешней оболочки электрон заполняет дыру. α1 рентгеновское излучение от крайних подоболочек (например, LIII или MV), α2 от следующий внутренний (LII или MIV). Чтобы сделать это немного яснее вы можете посмотреть на схему на рисунке 4.3. К счастью, для детектирования рентгеновского излучения в ПЭМ вам не нужно беспокоиться о таких деталях, т.к. детекторы мы обычно используем не могут различить рентгеновское излучение от различных подоболочек, за исключением самых высокоэнергетических рентгеновских лучей, поэтому K, L, M и α, β это все, что нужно помнить.
Рентгеновские линий, серии и веса: Часто мы называем к определенные характеристические рентгеновские лучи, как "линии", потому что они первоначально появились в виде линий на фотопластинке в ранних спектрометрах. Каждая характеристическая рентгеновская линии имеет определенную длину волны или энергию. Группы линий, возникающих при переходах к конкретным K, L, M оболочкам часто называют «серией».
Не все электронные переходы равновероятны (имеют различные сечения), и это учитывается введением различных «весов» (то есть, относительной интенсивности по сравнению с наиболее интенсивной линии) рентгеновских линий, которые приведены в таблице 4.1. Эти веса важны только в пределах данной K, L, или M серии и не относятся к сериям (например, K к L), потому что экспериментальные условия влияют на генерацию рентгеновского излучения в каждой серии по-разному. В рентгеновской спектроскопии в ПЭМ мы используем только наиболее интенсивные линий, как правило, α линий (или, если спектрометр не может решить их, обе α и β линии).
