铁X-射线的 K α 线的二重分裂精细结构

铁X-射线的 K 线的二重分裂/精细结构 相关内容(Related topics) X-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(Principle and task) 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 K 线的二重分离。 实验设备(Equipment) X-射线基本组件，35kV 09058.99 1 X-射线的角度计，35kV 09058.10 1 铁X-射线管的插入组件 09058.50 1 计数管，B 型 09005.00 1 晶体锂-氟化物，裱好的 09056.05 1 记录设备： X-Yt记录仪 11416.97 1 连接线缆，100cm，红色 07363.01 2 连接线缆，100cm，兰色 07363.04 2 或者 X-射线组件软件，35kV 14407.61 1 数据线,2*SUB-D,插头/插座,9针 14602.00 1 计算机 课题(Problems) 1 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 K 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(Set-up and procedure) 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UA=35kV, 阳极电流IA=1mA。 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 X-Y 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 SUB-D socket 套接口连接。 为了确定K1和K2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(Theory an d evaluation) 在例图2中，显示了铁（Z26）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 l 1 的跃迁。LK的跃迁是禁止的，也确实未被发现过。只有 K1 和Ka2线被发现而不是 3Ka线。在j3/2 和j1/2退化四倍或者两倍的条件下，K1和K2线的强度比为：4：2。 例图3显示了锂-氟（Li-F）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 可以计算出铁 X-射线的波长 。 2dsin n （1） （其中：n1，2，3；d是锂-氟（Li-F）单晶面间的距离） 结合（1）式和（2）式可得到： E（n*h*c）/（2*d*sin ） （3） 普朗克常数 h=6.625610-34Js 光速 c=209979108m/s 晶格常数锂-氟（Li-F）（100） d=2.01410-10m 在例图 3 中，可以看到从第 4 级衍射开始有K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 K线的平均值。 在例图 3 中，从第 2 级衍射开始，可以看到K1和K2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 （ K1）74.00 和 （ K2）74.40 。从这些可以得到波长 （ K1）193.60pm和 （ K2）193.98pm。这两条线的波长的差别 0.38pm和理论值能很好的相适应。 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（ K1）/I（ K2）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 K线准确对应。阳极铁板被嵌套在固体铜棒中，从阴极发