НИТУ 'МИСиС' Минобрнауки РФ TOKYO BOEKI База данных по материаловедению. Материалы XXI века
База данных по материаловедению. Материалы XXI века

4.2.1 Характеристическое рентгеновское излучение

Страница 6 из 8
  • Рентгеновское излучение является фотоном электромагнитной энергии, поэтому понятия масса покоя и импульса, воплощенные в энергии электрона не имеют смысла; рентгеновские лучи не имеет массы.
  • Рентгеновское излучение, как и всякое электромагнитное излучение, распространяется со скоростью света (с) в вакууме и, следовательно, мы не должны релятивистских поправок в энергию фотона. Рентгеновское излучение квантовано и квант излучения равен hν, где h - постоянная Планка, а ν частота. Для того, чтобы выразить эту энергию в эВ мы приравняем ее к E, где Е – энергия рентгеновского излучения.

    (4.3)

    Так как h и c являются константами, мы можем подставить их значения с соответствующими размерностями в уравнение и получить, что длина волны рентгеновского излучения определяется:

    (4.4)

    где λ в нм, а E в кэВ.

    Поскольку энергия рентгеновского излучения зависит от разницы энергий внутренних оболочек, и эти различия монотонно возрастают с Z, мы можем использовать обнаружение характеристических рентгеновских пиков с определенной энергией, как однозначный признак наличия элемента в образце. Концепция атомного номера (Z) образца и его отношение к энергии рентгеновского излучения/длине волны была разработана блестящим молодым физиком, Генри Мозли, и была выражена в законе Мозли:



    (4.5)

    где B и C являются константами. Таким образом, мы можем также создать список энергий рентгеновского излучения, которые связаны с соответствующими атомными переходами. Как и в случае с Ec полный список этих энергий огромен и приведен в таблицах Бирдена.

    Если вы сравните значение Ec и соответствующие характеристические энергии рентгеновского излучения вы увидите, что они не совсем одинаковые. Энергия рентгеновского излучения, EK или EL, неизменно меньше, чем Ec. Таблица 4.2 показывает сравнение критических энергий ионизации и соответствующих энергий рентгеновского излучения для целого ряда элементов. Обратите внимание, как различия в энергии возрастает с увеличением Z. Различия возникают потому, что атом не возвращается полностью в основное состояние при испускании рентгеновского кванта. Если электрон, заполнивший дырку в ионизированной внутренней оболочке, пришел из внешней оболочки, то в результате этого перехода остается дырка во внешней оболочке.

    		•