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铁X-射线的 K α 线的二重分裂精细结构

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铁X-射线的 K α 线的二重分裂精细结构

铁X射线的Kα线的二重分裂/精细结构相关内容RelatedtopicsX射线特征辐射、能级、选择定则、不喇格方程、能量符标记原理和任务Principleandtask用单晶来分析多色铁的X射线谱。不同衍射级的特征线的能量由不同的位置的观测角决定。研究在高衍射级处的Kα线的二重分离。实验设备EquipmentX射线基本组件,35kV09058.991X射线的角度计,35kV09058.101铁X射线管的插入组件09058.501计数管,B型09005.001晶体锂氟化物,裱好的09056.051记录设备XYt记录仪11416.971连接线缆,100cm,红色07363.012连接线缆,100cm,兰色07363.042或者X射线组件软件,35kV14407.611数据线,2SUBD,插头/插座,9针14602.001计算机课题Problems1.通过LiF单晶分析仪,记录阳极铁发射的X射线在最大阳极电压和阳极电流处的强度,与不喇格角的函数关系。2.确定在高衍射级处的两条Kα线的波长和强度比,并与预测的理论值做比较。实验设备组装和实验过程Setupandprocedure按例图1连接实验设备,在X射线仪的输出管固定一个孔直径2mm光圈管。把X射线仪的开关关掉,在实验设备基板面的相应的套接口上连接好角度计和计数管,放置角度计和计数管在右档板。记录完全光谱还需要以下的设置阳极电压UA35kV,阳极电流IA1mA。门时2s,手动模式,晶体角模拟输出。自动模式,开始和结束角分别为4°和80°角步进宽度0.1°当使用XY记录仪来记录光谱时,将Y轴连X射线仪基本组件的模拟输出口(lmp/s),相应的,为了晶体的角度的定位,将X轴插入模拟输出口。当记录中需要使用计算机时,可通过X射线仪的基本组件的SUBDsocket套接口连接。为了确定Kα1和Kα2线的分裂,对设置要做如下的改动扫描范围70°77°门时3s。在这种情况下,使用记录仪时要增强每轴的强度。理论和计算Theoryandevaluation在例图2中,显示了铁(Z=26)的X射线系列的框架。当一个电子从原子的K层转移时,它留下的空穴很快会被另一层的高能电子填充。考虑能级的不同是由于X射线发射的形式。当一个s电子从K层丢失时,产生2S1/2系列。L1层也是同样的。当一个p电子从L2或者L3层丢失时,产生2P1/2或者2P3/3。机械量子选择定则要求辐射跃迁只能发生在Δl=±1的跃迁。L→K的跃迁是禁止的,也确实未被发现过。只有Kα1和Ka2线被发现而不是3Ka线。在j=3/2和j=1/2退化四倍或者两倍的条件下,Kα1和Kα2线的强度比为42。例图3显示了锂氟(LiF)单晶来分析铁的X射线谱。通过不喇格方程(1),从相应的观测角ϑ可以计算出铁X射线的波长λ。2dsinϑ=nλ(1)(其中n=1,2,3d是锂氟(LiF)单晶面间的距离)结合(1)式和(2)式可得到E=(nhc)/(2dsinϑ)(3)普朗克常数h6.62561034Js光速c209979108m/s晶格常数锂氟(LiF)(100)d2.0141010m在例图3中,可以看到从第4级衍射开始有Kα线的双重分裂。表格中列出了试验确定的观测角和用(1)计算出来的波长,还有Kα线的平均值。在例图3中,从第2级衍射开始,可以看到Kα1和Kα2线的分离迹象。在增强每个记录输出强度的情况下,对第2衍射区域光谱分析,可以看到这种分离是明显的(例图4)。主要的分裂线有,观测角ϑ(Kα1)=74.00°和ϑ(Kα2)=74.40°。从这些可以得到波长λ(Kα1)=193.60pm和λ(Kα2)=193.98pm。这两条线的波长的差别λ=0.38pm和理论值能很好的相适应。Δ正如最先的估计,线的强度可以从峰值高度给出。两线强度的比例I(Kα1)/I(Kα2)≈1.9,和理论值大致相适应。在例图3中,观测角22.5°的地方发现一个小的峰值。这峰值和铜Kα线准确对应。阳极铁板被嵌套在固体铜棒中,从阴极发射的一些电子将会撞击周围的铜。例图1试验装置例图2铁的能级图例图3铁的X射线谱,锂氟(LiF)单晶分析仪例图4铁的X射线谱第2级衍射的Kα1和Kα2线线的分离

注意事项

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