X射線的產(chǎn)生和性質(zhì)課件

1X射線衍射XRayDiffraction,XRD1X射線衍射XRayDiffraction,XRD12X射線的發(fā)現(xiàn)◆1895年，德國物理學(xué)家倫琴研究陰極射線時(shí)發(fā)現(xiàn)，由于對其本質(zhì)不了解，稱為X射線，亦稱倫琴射線。Roentgen2X射線的發(fā)現(xiàn)◆1895年，德國物理學(xué)家倫琴Roentge23X射線的發(fā)現(xiàn)勞厄(1879～1960)德國物理學(xué)家

1912年發(fā)現(xiàn)了X射線通過晶體時(shí)產(chǎn)生的衍射現(xiàn)象，從而導(dǎo)致了X射線衍射技術(shù)的誕生，它成為研究晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的重要技術(shù)手段。他因此項(xiàng)成果于1914年獲獎(jiǎng)。

3X射線的發(fā)現(xiàn)勞厄(1879～1960)1912年34X射線的發(fā)現(xiàn)L.布拉格(1890～1971)H.布拉格(1862～1942)

布拉格父子于1913年借助X射線成功地測出金剛石的晶體結(jié)構(gòu)，并提出了“布拉格公式”，為最終建立現(xiàn)代晶體學(xué)打下了基礎(chǔ)，于1915年獲獎(jiǎng)。當(dāng)時(shí)，小布拉格年僅25歲，是至今為止最年輕的諾貝爾獎(jiǎng)獲得者。4X射線的發(fā)現(xiàn)L.布拉格(1890～1971)布拉4X射線區(qū)紫外區(qū)可見光區(qū)紅外區(qū)微波區(qū)無線電區(qū)X射線的本質(zhì)X射線的本質(zhì)是一種電磁波，與可見光完全相同，僅僅是波長短，波長為10-2-102?，即0.001nm-10nm,介于紫外線與γ射線之間，因此不能用肉眼觀察到；同樣能產(chǎn)生反射、折射、散射、干涉、衍射、偏振和吸收等現(xiàn)象。5X射線區(qū)紫外區(qū)可見光區(qū)紅外區(qū)微波區(qū)無線電區(qū)X射線的本質(zhì)X射線56X射線的產(chǎn)生原理◆原理：高速運(yùn)動的電子與物體碰撞時(shí)，發(fā)生能量轉(zhuǎn)換，電子的運(yùn)動受阻失去動能，其中99%的能量轉(zhuǎn)換為熱量，而1%的能量轉(zhuǎn)換為X射線。：6X射線的產(chǎn)生原理◆原理：高速運(yùn)動的電子與物體碰撞時(shí)，發(fā)生能67X射線的產(chǎn)生◆X射線產(chǎn)生的三個(gè)基本條件●產(chǎn)生自由電子；●使電子作定向的高速運(yùn)動；●在其運(yùn)動的路徑上設(shè)置一個(gè)障礙物使電子突然減速或停止。：7X射線的產(chǎn)生◆X射線產(chǎn)生的三個(gè)基本條件：78接變壓器玻璃鎢燈絲金屬聚燈罩鈹窗口金屬靶冷卻水電子X射線X射線X射線管剖面示意圖X射線的產(chǎn)生過程演示40KV高壓220V400mA電流8接變壓器玻璃鎢燈絲金屬聚燈罩鈹窗口金屬靶冷卻水電子X射線X89X射線譜◆由X射線管發(fā)射出來的X射線可以分為兩種類型：●連續(xù)X射線●標(biāo)識X射線：9X射線譜◆由X射線管發(fā)射出來的X射線可以分為兩種類型：：910連續(xù)X射線譜的產(chǎn)生機(jī)理◆連續(xù)X射線●具有連續(xù)波長的X射線，構(gòu)成連續(xù)X射線譜，它和可見光相似，亦稱多色X射線。●產(chǎn)生機(jī)理：能量為eV的電子與陽極靶的原子碰撞時(shí)，電子失去自己的能量，其中部分以光子的形式輻射，碰撞一次產(chǎn)生一個(gè)能量為hv的光子，這樣的光子流即為X射線。單位時(shí)間內(nèi)到達(dá)陽極靶面的電子數(shù)目是極大量的，絕大多數(shù)電子要經(jīng)歷多次碰撞，產(chǎn)生能量各不相同的輻射，因此出現(xiàn)連續(xù)X射線譜。10連續(xù)X射線譜的產(chǎn)生機(jī)理◆連續(xù)X射線1011標(biāo)識X射線譜的產(chǎn)生機(jī)理◆產(chǎn)生機(jī)理標(biāo)識X射線譜的產(chǎn)生機(jī)理與陽極物質(zhì)的原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊密相關(guān)的。原子系統(tǒng)內(nèi)的電子按泡利不相容原理和能量最低原理分布于各個(gè)能級。在電子轟擊陽極的過程中，當(dāng)某個(gè)具有足夠能量的電子將陽極靶原子的內(nèi)層電子擊出時(shí)，于是在低能級上出現(xiàn)空位，系統(tǒng)能量升高，處于不穩(wěn)定激發(fā)態(tài)。較高能級上的電子向低能級上的空位躍遷，并以光子的形式輻射出標(biāo)識X射線譜。：11標(biāo)識X射線譜的產(chǎn)生機(jī)理◆產(chǎn)生機(jī)理：1112標(biāo)識X射線譜的產(chǎn)生機(jī)理：12標(biāo)識X射線譜的產(chǎn)生機(jī)理：1213什么情況下會產(chǎn)生X射線衍射？

布拉格方程2dsin=nn=1,2,3….波長：由布拉格方程2dsin=n得，

sin=n/2d∵sinθ≤1,且當(dāng)n=1時(shí)∴λ≤2dX射線衍射

d光程差為波長的整數(shù)倍。各散射X射線之間在某個(gè)方向上相互加強(qiáng)稱為X射線衍射。什么情況下有最大程度的相互加強(qiáng)（即晶體表面產(chǎn)生衍射條件）？

產(chǎn)生衍射的極限條件是什么？13什么情況下會產(chǎn)生X射線衍射？布拉格方程波長：