材料分析答案.doc

1 X 射线需具备什么条件? 答:实验证实:在高真空中,凡高速运动的电子碰到任何障碍物时,均能产生 X射线,对于其他带电的基本粒子也有类似现象发生。电子式 X射线管中产生 X射线的条件可归纳为:1,以某种方式得到一定量的自由电子; 2 ,在高真空中,在高压电场的作用下迫使这些电子作定向高速运动; 3 ,在电子运动路径上设障碍物以急剧改变电子的运动速度。 2. 计算当管电压为 50 kv 时,电子在与靶碰撞时的速度与动能以及所发射的连续谱的短波限和光子的最大动能解已知条件: U=50kv 电子静止质量:m = × 10 kg光速: c= × 10 m/s 电子电量: e= × 10C普朗克常数: h= × 10 电子从阴极飞出到达靶的过程中所获得的总动能为 E=eU= × 10C× 50kv= × 10 kJ由于 E=1/2m v 所以电子与靶碰撞时的速度为 v =(2E/m ) = × 10 m/s 所发射连续谱的短波限λ的大小仅取决于加速电压λ(?)= 12400/v( 伏)= ? =h?= hc/ λ= × 10J 连续谱是怎样产生的?其短波限 V eV hc 2 0 10 24 .1????与 某物质的吸收限 kk kV eV hc 2 10 24 .1????有何不同( V和V以 kv 为单位)? 答当ⅹ射线管两极间加高压时,大量电子在高压电场的作用下,以极高的速度向阳极轰击,由于阳极的阻碍作用,电子将产生极大的负加速度。根据经典物理学的理论,一个带负电荷的电子作加速运动时,电子周围的电磁场将发生急剧变化,此时必然要产生一个电磁波,或至少一个电磁脉冲。由于极大数量的电子射到阳极上的时间和条件不可能相同,因而得到的电磁波将具有连续的各种波长,形成连续ⅹ射线谱。在极限情况下,极少数的电子在一次碰撞中将全部能量一次性转化为一个光量子,这个光量子便具有最高能量和最短的波长,即短波限。连续谱短波限只与管压有关,当固定管压,增加管电流或改变靶时短波限不变。原子系统中的电子遵从泡利不相容原理不连续地分布在 K,L,M,N 等不同能级的壳层上,当外来的高速粒子(电子或光子)的动能足够大时,可以将壳层中某个电子击出原子系统之外,从而使原子处于激发态。这时所需的能量即为吸收限,它只与壳层能量有关。即吸收限只与靶的原子序数有关,与管电压无关。 4. 已知钼的λ= ? ,铁的λ= ? 及钴的λ= ? ,试求光子的频率和能量。试计算钼的 K 激发电压,已知钼的λ= ? 。已知钴的 K 激发电压 V= ,试求其λ。解: ⑴由公式ν a=c/ λa及E=hν有: 对钼, ν=3× 10 /( × 10)= × 10( Hz) E= × 10× × 10= × 10(J) 对铁, ν=3× 10/( × 10)= × 10( Hz) E= × 10× × 10= × 10(J) 对钴, ν=3× 10 /( × 10)= × 10( Hz) E= × 10× × 10= × 10(J) ⑵由公式λ= 对钼 V= / λ= =20(kv) 14. 对钴λ= = = 计算 nm( MoK )和 nm( CuK )的 X 射线的振动频率和能量。解:对于某物质 X射线的振动频率?? C?;能量 W=h??其中: C为X射线的速度 ? 108 m/s; ?为物质的波长; h为普朗克常量为 3410 ?? Js? 2 对于 Mo?K k kC???=118 9 810 223 .410 071 .0 /10 998 .2 ???????sm sm Wk =h?? k =118 3410 223 .410 625 .6 ???????ssJ =J 1510 797 .2 ??对于 Cu?K k kC???=118 9 810 95 .110 154 .0 /10 998 .2 ???????sm sm Wk =h?? k =118 3410 95 .110 625 .6 ???????ssJ =J 1510 29 .1 ??(nm)=( à)。 15. 计算空气对 CrK 的质量吸收系数和线吸收系数(假设空气中只有质量分数 80 %的氮和质量分数 20% 的氧,空气的密度为 × 10g/ c