X射线的产生和性质ppt课件.ppt

1 X射线衍射 XRayDiffraction XRD 2 X射线的发现 1895年 德国物理学家伦琴研究阴极射线时发现 由于对其本质不了解 称为X射线 亦称伦琴射线 Roentgen 3 X射线的发现 劳厄 1879 1960 德国物理学家 1912年发现了X射线通过晶体时产生的衍射现象 从而导致了X射线衍射技术的诞生 它成为研究晶体内部结构的重要技术手段 他因此项成果于1914年获奖 4 X射线的发现 L 布拉格 1890 1971 H 布拉格 1862 1942 布拉格父子于1913年借助X射线成功地测出金刚石的晶体结构 并提出了 布拉格公式 为最终建立现代晶体学打下了基础 于1915年获奖 当时 小布拉格年仅25岁 是至今为止最年轻的诺贝尔奖获得者 X射线的本质 X射线的本质是一种电磁波 与可见光完全相同 仅仅是波长短 波长为10 2 102 即0 001nm 10nm 介于紫外线与 射线之间 因此不能用肉眼观察到 同样能产生反射 折射 散射 干涉 衍射 偏振和吸收等现象 5 6 X射线的产生原理 原理 高速运动的电子与物体碰撞时 发生能量转换 电子的运动受阻失去动能 其中99 的能量转换为热量 而1 的能量转换为X射线 7 X射线的产生 X射线产生的三个基本条件 产生自由电子 使电子作定向的高速运动 在其运动的路径上设置一个障碍物使电子突然减速或停止 8 接变压器 玻璃 钨灯丝 金属聚灯罩 铍窗口 金属靶 冷却水 电子 X射线 X射线 X射线管剖面示意图 X射线的产生过程演示 40KV高压 220V400mA电流 9 X射线谱 由X射线管发射出来的X射线可以分为两种类型 连续X射线 标识X射线 10 连续X射线谱的产生机理 连续X射线 具有连续波长的X射线 构成连续X射线谱 它和可见光相似 亦称多色X射线 产生机理 能量为eV的电子与阳极靶的原子碰撞时 电子失去自己的能量 其中部分以光子的形式辐射 碰撞一次产生一个能量为hv的光子 这样的光子流即为X射线 单位时间内到达阳极靶面的电子数目是极大量的 绝大多数电子要经历多次碰撞 产生能量各不相同的辐射 因此出现连续X射线谱 11 标识X射线谱的产生机理 产生机理标识X射线谱的产生机理与阳极物质的原子内部结构紧密相关的 原子系统内的电子按泡利不相容原理和能量最低原理分布于各个能级 在电子轰击阳极的过程中 当某个具有足够能量的电子将阳极靶原子的内层电子击出时 于是在低能级上出现空位 系统能量升高 处于不稳定激发态 较高能级上的电子向低能级上的空位跃迁 并以光子的形式辐射出标识X射线谱 12 标识X射线谱的产生机理 13 什么情况下会产生X射线衍射 布拉格方程2dsin n n 1 2 3 波长 由布拉格方程2dsin n 得 sin n 2d sin 1 且当n 1时 2d X射线衍射 光程差为波长的整数倍 各散射X射线之间在某个方向上相互加强称为X射线衍射 什么情况下有最大程度的相互加强 即晶体表面产生衍射条件 产生衍射的极限条件是什么 14 X射线的应用 X射线广泛地应用医学 工