chap1X射線物理學(xué)基礎(chǔ)

1、第一章第一章 X X射線物理學(xué)基礎(chǔ)射線物理學(xué)基礎(chǔ)n19101910年，諾貝爾獎(jiǎng)第一次頒發(fā)，倫琴因年，諾貝爾獎(jiǎng)第一次頒發(fā)，倫琴因X X射線的發(fā)射線的發(fā)現(xiàn)而獲得第一個(gè)諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)現(xiàn)而獲得第一個(gè)諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。 1895年倫琴年倫琴初次發(fā)現(xiàn)初次發(fā)現(xiàn)X射射線，線，拍攝的他夫拍攝的他夫人手指的人手指的X射射線照線照 在倫琴的兩名研究生弗里德里希在倫琴的兩名研究生弗里德里希（W. Friedrich）和克尼）和克尼(Knipping)的幫助下，勞厄進(jìn)行了的幫助下，勞厄進(jìn)行了第一次第一次X射線衍射實(shí)驗(yàn)，并取得了射線衍射實(shí)驗(yàn)，并取得了成功。成功。第一次第一次X射線衍射實(shí)驗(yàn)所用的射線衍射實(shí)驗(yàn)所用的儀器。所用的

2、晶體是硫酸銅。儀器。所用的晶體是硫酸銅。 勞厄法勞厄法X X射線衍射線衍射實(shí)驗(yàn)的基本射實(shí)驗(yàn)的基本裝置與所拍的裝置與所拍的照片照片 愛(ài)因期坦稱，勞厄的實(shí)驗(yàn)愛(ài)因期坦稱，勞厄的實(shí)驗(yàn)“ “ 物理學(xué)最美的實(shí)驗(yàn)物理學(xué)最美的實(shí)驗(yàn)”。它一。它一箭雙雕地解決了箭雙雕地解決了X X射線的波動(dòng)性和晶體的結(jié)構(gòu)的周期性。射線的波動(dòng)性和晶體的結(jié)構(gòu)的周期性。 晶體性質(zhì)晶體性質(zhì)n均均 勻勻 性：性： 晶體內(nèi)部各個(gè)部分的宏觀性質(zhì)是相同晶體內(nèi)部各個(gè)部分的宏觀性質(zhì)是相同的。的。n各向異性：各向異性： 晶體在不同的方向上具有不同的物理晶體在不同的方向上具有不同的物理性質(zhì)。性質(zhì)。n固定熔點(diǎn)：固定熔點(diǎn)： 晶體具有周期性結(jié)構(gòu)，熔化時(shí)，各部

3、晶體具有周期性結(jié)構(gòu)，熔化時(shí)，各部分需要同樣的溫度。分需要同樣的溫度。 n規(guī)則外形：規(guī)則外形： 理想環(huán)境中生長(zhǎng)的晶體應(yīng)為凸多邊形。理想環(huán)境中生長(zhǎng)的晶體應(yīng)為凸多邊形。 n對(duì)對(duì) 稱稱 性：性： 晶體的理想外形和晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)都具晶體的理想外形和晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)都具有特定的對(duì)稱性。有特定的對(duì)稱性。 剛玉鄰苯二甲酸氫鍺酸鉍電氣石第一節(jié)第一節(jié) 射線的性質(zhì)射線的性質(zhì)X X射線是一種波長(zhǎng)很射線是一種波長(zhǎng)很短的電磁波。短的電磁波。波長(zhǎng)范圍：波長(zhǎng)范圍： 約約0.01- 10 nm0.01- 10 nm；用于衍射分析的波長(zhǎng)：用于衍射分析的波長(zhǎng)： 0.050.050.25 nm0.25 nm。第二節(jié)第二節(jié) X X射線的產(chǎn)生

4、及射線的產(chǎn)生及X X射線譜射線譜X X射線管的基本電氣線路圖射線管的基本電氣線路圖 在陰極通電流，在燈絲上產(chǎn)生大量的電子。在陰在陰極通電流，在燈絲上產(chǎn)生大量的電子。在陰極和陽(yáng)極之間加高電壓。使陰極產(chǎn)生的電子向陽(yáng)極運(yùn)極和陽(yáng)極之間加高電壓。使陰極產(chǎn)生的電子向陽(yáng)極運(yùn)動(dòng)，并轟擊陽(yáng)極產(chǎn)生動(dòng)，并轟擊陽(yáng)極產(chǎn)生X X射線。射線。 一、連續(xù)一、連續(xù)X X射線譜射線譜為什么存在短為什么存在短波限？波限？二、特征二、特征X X射線譜射線譜莫塞萊定律：莫塞萊定律：陽(yáng)極靶材的原子序數(shù)越大，相應(yīng)于同一系的特征譜波長(zhǎng)越短。陽(yáng)極靶材的原子序數(shù)越大，相應(yīng)于同一系的特征譜波長(zhǎng)越短。特征特征X X射線的產(chǎn)生主要射線的產(chǎn)生主要與原子

5、內(nèi)部電子的激發(fā)與原子內(nèi)部電子的激發(fā)與躍遷有關(guān)。與躍遷有關(guān)。莫塞來(lái)莫塞來(lái)19141914年總結(jié)了特征年總結(jié)了特征X X射線與靶材原子結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系：射線與靶材原子結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系：)(ZK第三節(jié)第三節(jié) X X射線與物質(zhì)的相互作用射線與物質(zhì)的相互作用一、一、X射線的透射系數(shù)和吸收系數(shù)射線的透射系數(shù)和吸收系數(shù)物質(zhì)的原子序數(shù)越大，對(duì)射線的吸收能力越強(qiáng)；對(duì)一定的吸收體，物質(zhì)的原子序數(shù)越大，對(duì)射線的吸收能力越強(qiáng)；對(duì)一定的吸收體，射線的波長(zhǎng)越短，穿透能力越強(qiáng)，表現(xiàn)為吸收系數(shù)的下降。射線的波長(zhǎng)越短，穿透能力越強(qiáng)，表現(xiàn)為吸收系數(shù)的下降。二、射線的真吸收二、射線的真吸收q存在吸收限存在吸收限q濾波片的選擇濾波片的選擇q陽(yáng)極耙的選擇陽(yáng)極耙的選擇濾波片材料：濾波片材料：濾波片元素的原子序數(shù)均比靶元素濾波片元素的原子序數(shù)均比靶元素的原子序小的原子序小12。三、三、X