原子物理学(第八章)汇总.ppt

原子物理学X射线又名伦琴射线,是伦琴在1895年发现的,他把新发现的射线命名为X射线,是一种波长较短的电磁波。X射线谱的某些特性反映了原子内部结构的情况。通过X射线可以对原子结构问题进一步的探索,本章将以这方面的讨论为主要内容。此外,X射线的衍射和透射在生产事业和科学研究上有重要应用,也将作扼要的介绍。*、X射线的产生1、X射线由于高能电子减速或原子中内层电子跃迁而产生的波长数量级为埃的电磁辐射,称为X射线。2、X射线的产生X射线一般由高速度的电子打击在物体上产生。第八章X射线*、X射线的产生2、X射线的产生产生的工具是一个真空管,里边有两个电极,。K是钨丝制成的阴极,通电使钨丝加热到白热,就会发射电子。A是阳极,所用材料视需要而定。第八章X射线*、X射线的产生2、X射线的产生跨这两个电极上加高电压,一般几万伏特到十几万伏特,也有高到二十几万伏特或更高的,这也决定于应用上的需要。这样,阴极所发的电子就被电场加速,打在阳极上,射线就从阳极上发射出来,阳极又称为靶子。由于电子打在上面使其温度升高很大,一般用的射线管的靶子是熔点高的金属制成的。第八章X射线*、X射线的特点X射线的本质和光一样,是一种电磁波,但它的波长比可见光短得多,大约在1埃左右,或更短一些,这同加在射线管上的电压有关。X射线也会发生反射、折射、干涉、衍射、偏振等现象。主要特点是:1、人目不能见,但照射在某些物体上会使这些物体发荧光,有些物体这样发出的荧光是很强的。2、X射线还能使照相片感光,还能使气体电离。它能透过一般光线透不过的物体。第八章X射线*、X射线波长的测定利用X射线在晶体中的衍射可以测定它的波长。晶体是原子有规则排列起来的结构,晶体中二邻近原子的距离也在1埃的数量级,与X射线波长相仿,所以晶体可以用作X射线很合适的光栅,下面叙述一个测量X射线波长的方法。第八章X射线*、X射线波长的测定1、布喇格(Bragg)公式在晶体中有规则地排列起来的原子形成各组平面,原子的位置都落在各组几何平面上。设有一晶体,。第八章X射线*、X射线波长的测定1、布喇格(Bragg)公式Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ等是原子构成的一组互相平行的平面,它们之间的距离是d。又设一束X射线射在这组平面上,每一个平面上都会有原子受到照射。现在考虑这束射线中两条射线1和2,分别落在两个邻***面的两个原子A和B上。射线会以A和B为中心再向四面射出。设入射的射线和平面之间的夹角是θ。第八章X射线*、X射线波长的测定1、布喇格(Bragg)公式现在考虑由A和B射出的、也和平面成θ角的二射线1′和2′。那么由图可知1A1′和2B2′两条路径长度的差别是2dsinθ。如果这个差别恰好等于波长①的整倍数,1′和2′两条射线就会互相加强。总括起来说,当一束射线射入晶体而发生衍射时,从任何一组晶面上,那出射方向对平面的倾角和入射射线的倾角相等的射线,如果满足下式,(1)出射射线就会加强。这个公式称为布喇格(Bragg)公式。第八章X射线*、X射线波长的测定1、布喇格(Bragg)公式在晶体中,原子构成很多组不同方向的平行面。,这就可以了解怎样在三维空间中,原子构成不同方向的平面,所以一束射线射入晶体,有可能从不同方向射出衍射后的射线。利用上述原理来测量射线的波长和强度。第八章X射线*