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钼的 X 射线的特性钼的 X 射线的特性 -- 0 元

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钼的X射线的特性相关内容RelatedtopicsX射线管、轫致辐射、特征辐射、能级、晶体结构、晶格常数、吸收、吸收边沿、干涉、布拉格等式、衍射级原理和任务Principleandtask用不同的单晶分析阳极钼的X射线光谱,并把结果绘制成图。不同衍射级的特征线的能量由不同的位置的观测角决定。实验设备EquipmentX射线基本组件,35kV09058.991X射线的角度计,35kV09058.101钼X射线管的插入组件09058.601计数管,B型09005.001晶体锂氟化物,裱好的09056.051晶体钾溴化物,裱好的09056.011记录设备XY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,插头/插座,9针14602.001计算机课题Problems1.通过LiF单晶作分析仪,确定阳极钼发射的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.用KBr单晶分析仪重做第一步。3.计算钼的特征谱线的的能量值将,与钼能级系列的不同能量进行比较。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1mm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,在中间放置角度计和裱好的晶体分析仪,设置计数管在右档板。记录光谱还需要以下的设置自动和手动模式。门时2s,角步进宽度0.1°。使用锂氟(LiF)单晶的扫描范围4°65°,使用钾溴(KBr)单晶的扫描范围3°30°。阳极电压UA35kV,阳极电流IA1mA。当使用XY记录仪来记录光谱时,将Y轴连在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。(设置按钮在输出位置,为晶体的角选择模拟输出)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。注意请不要将计数管长时暴露在主辐射下。理论和计算Theoryandevaluation当高能电子撞击X射线管的金属阳极时,X射线产生一个连续的能级分布(这就是所谓的轫致辐射)。这些能量不取决于阳极电压,并由特定的阳极物质发出的X射线,就是所谓的X射线特征谱线在连续区域的叠加。该现象可以通过以下方法产生在阳极原子的K层发生电子碰撞,例如原子电离。由此产生的空穴,随后有高能的电子填充。这个激发过程所释放的能量就转换成该阳极原子的X射线。例图2显示了铜原子的能级框架图。X射线特征线的产生要么是L→K的跃迁,要么是M→K的跃迁,分别叫做Kα和Kβ线。M→K和L→K的跃迁是不遵从量子力学的选择定则的。按规定,钼的特征射线存在如下的能量值(例图2)(EKαEK-1/2EL2EL317426.8keV(1)EKβEK-EM2319589.8keVKα代表Kα1和Kα2的平均值。单晶仪的使用,使分析多色X射线成为可能。当波长为λ的X射线以观察角度ϑ入射一单晶,发生散射后,相干干涉只能发生在波从晶面反射的路程差是波长λ的整数倍这一部分。(例图3)例图3晶格面的布拉格散射这种情况可以用布拉格式子来解释。2dsinϑ=nλ(2)(d是上下面的间隔,n是衍射的能级)。当d给定时,结合光谱获得的观察角ϑ,X射线的能量可以用下面的公式计算出来Ehfhc/λ(3)结合(3)和(2)又可以得到E(nhc)/(2dsinϑ)(4)普朗克常数h6.62561034Js光速c209979108m/s晶格常数锂氟(LiF)(100)d2.0141010m晶格常数钾溴(KBr)(100)d3.2901010m恒等式1eV1.60211019J例图4显示了一些规定好的线在轫致辐射连续区域重叠。当阳极电压变化时,这些特定直线的的角度保持不变。这样的线就是钼的特征谱线。第一对就是第一级衍射(n1)。由于高级衍射强度会增加,到n=4和n=5时只有Kα是可见的。当n=4和n=5时,Kα线有双重分裂的微弱迹象(见试验5.4.07)。当用钾溴(KBr)单晶代替锂氟(LiF)单晶来分析钼的X射线谱时,布拉格散射可达到第四级衍射(n4)(例图5)。那些比例图4多增加的的结构,是由于使用了更高晶格常数的钾溴(KBr)单晶。用(4)式计算出来的钼X射线的特征谱能量值被列于下表中根据表中提供的能量值,可计算出特征谱线的平均值EKα17.248keV和EKβ19.268keV。所有这些实验数值和对应的理论数值相对应(见⑴和例图2)。为了从另一光谱推出相应的晶格常数,从一光谱计算所得的钼X射线的特征谱线存在差异是可能。在例图6中的轫致辐射是遵从在小角度8.2°和16.5°方向上有明显的强度减弱这一规律。溴化物第一二级衍射的K吸收边沿(EK=13.474keV)的这种强度减弱,跟理论值是相一致的。钾、锂和氯的K吸收边沿是不能观察到的,因为轫致辐射光谱的强度在这些能量区域内很低。(关于K和L吸收边沿请查阅实验5.4.12)注意相关原子能量值引自化学和物理手册,CRCPressInc..Florida例图1X射线分析仪的试验设备例图2钼的能级图(Z42)例图3晶格面的布拉格散例图4钼的X射线的强度和观察角的函数关系,单晶锂氟(LiF)(100)做布拉格分析仪例图5钼的X射线的强度和观察角的函数关系,单晶钾溴(KBr)(100)做布拉格分析仪
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