第1章 X射线性质及产生20119.ppt

X-Ray的性质
X-Ray 的产生
X-Ray 谱
1)连续X射线谱及其产生机理
2) 特征X射线谱及其产生机理(重点,难点)
X射线与物质的相互作用
X射线的散射
X射线的吸收
X射线的衰减规律
吸收限的应用 X射线的探测与防护
第1章 X射线性质及产生
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X-Ray的性质
X射线是一种电磁波,,
具有波粒二象性
电磁波谱
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(1)波动性
★表现形式:以一定频率和波长在空间传播;
干涉及衍射效应;
如在晶体作衍射光栅观察到的X射线的衍射现象,即证明了X射线的波动性。
★X射线的波长范围:
~100 Å 或者10-8-10-12 m
硬x射线:- Å
- Å 主要用于晶体结构分析 -1 Å 主要用于金属探伤等 软x射线:10-100 Å 主要用于医学
换算关系:1nm=10-9m=10 Å
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(2)粒子性
表现形式:以光子(光量子)形式辐射和吸收时具有一定的质量、能量和动量;
在与物质相互作用时交换能量。如光电效应;二次电子等。
X射线的频率ν、波长λ以及其光子的能量ε、动量p之间存在如下关系:

式中h——普朗克常数,×10-; c——X射线的速度,×108 m/s.
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X射线产生核心装置:X射线管与X射线同步辐射
X-Ray的产生
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高速运动的电子与物体碰撞时,与物质内层电子相互作用发生能量转换,电子的运动受阻失去动能,其中一小部分(1%左右)能量转变为X射线;绝大部分(99%左右)能量转变成热能使物体温度升高。
(1)X-Ray的产生原理
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(2)产生条件
1. 产生自由电子---电子源,如加热钨丝产生热电子
2. 使电子作定向的高速运动--- 施加在阳极和阴极(钨丝)间的电压
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1-高压变压器;2-钨丝变压器;
3-X射线管;4-阳极;
5-阴极;6-电子;7-X射线
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常规的X射线产生装置
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3. 在其运动的路径上设置一个障碍物使电子突然减速或停止。
4. 真空---把阴极和阳极密封在真空度高于10-3Pa 的真空中,保持两极洁净并使加速电子无阻地撞击到阳极靶上。
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1-高压变压器;2-钨丝变压器;
3-X射线管;4-阳极;
5-阴极;6-电子;7-X射线
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(3)产生条件
常规的X射线产生装置
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X射线产生
原子序数越大,X射线波长越短,能量越大,穿透能力越强。
辅助设备:
冷却系统、
安全防护系统、检测系统,等
(3)X射线管
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焦斑——阳极靶面被电子束轰击的区域
X射线从焦斑区域出发
焦斑的形状对X射线衍射图的形状、清晰度、分辨率有较大影响
在与焦斑短边垂直处,可得到正方形焦点,即电光源
在与焦斑长边垂直处,可得到细线型焦点,即线光源
较小的焦斑
&
较强的强度
在与靶面成
出射角为3°~6°
处接受X射线
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