chap1X射线物理学基础

1、第一章第一章 X X射线物理学基础射线物理学基础n19101910年，诺贝尔奖第一次颁发，伦琴因年，诺贝尔奖第一次颁发，伦琴因X X射线的发射线的发现而获得第一个诺贝尔物理学奖现而获得第一个诺贝尔物理学奖。 1895年伦琴年伦琴初次发现初次发现X射射线，线，拍摄的他夫拍摄的他夫人手指的人手指的X射射线照线照 在伦琴的两名研究生弗里德里希在伦琴的两名研究生弗里德里希（W. Friedrich）和克尼）和克尼(Knipping)的帮助下，劳厄进行了的帮助下，劳厄进行了第一次第一次X射线衍射实验，并取得了射线衍射实验，并取得了成功。成功。第一次第一次X射线衍射实验所用的射线衍射实验所用的仪器。所用的

2、晶体是硫酸铜。仪器。所用的晶体是硫酸铜。 劳厄法劳厄法X X射线衍射线衍射实验的基本射实验的基本装置与所拍的装置与所拍的照片照片 爱因期坦称，劳厄的实验爱因期坦称，劳厄的实验“ “ 物理学最美的实验物理学最美的实验”。它一。它一箭双雕地解决了箭双雕地解决了X X射线的波动性和晶体的结构的周期性。射线的波动性和晶体的结构的周期性。 晶体性质晶体性质n均均 匀匀 性：性： 晶体内部各个部分的宏观性质是相同晶体内部各个部分的宏观性质是相同的。的。n各向异性：各向异性： 晶体在不同的方向上具有不同的物理晶体在不同的方向上具有不同的物理性质。性质。n固定熔点：固定熔点： 晶体具有周期性结构，熔化时，各部

3、晶体具有周期性结构，熔化时，各部分需要同样的温度。分需要同样的温度。 n规则外形：规则外形： 理想环境中生长的晶体应为凸多边形。理想环境中生长的晶体应为凸多边形。 n对对 称称 性：性： 晶体的理想外形和晶体内部结构都具晶体的理想外形和晶体内部结构都具有特定的对称性。有特定的对称性。 刚玉邻苯二甲酸氢锗酸铋电气石第一节第一节 射线的性质射线的性质X X射线是一种波长很射线是一种波长很短的电磁波。短的电磁波。波长范围：波长范围： 约约0.01- 10 nm0.01- 10 nm；用于衍射分析的波长：用于衍射分析的波长： 0.050.050.25 nm0.25 nm。第二节第二节 X X射线的产生

4、及射线的产生及X X射线谱射线谱X X射线管的基本电气线路图射线管的基本电气线路图 在阴极通电流，在灯丝上产生大量的电子。在阴在阴极通电流，在灯丝上产生大量的电子。在阴极和阳极之间加高电压。使阴极产生的电子向阳极运极和阳极之间加高电压。使阴极产生的电子向阳极运动，并轰击阳极产生动，并轰击阳极产生X X射线。射线。 一、连续一、连续X X射线谱射线谱为什么存在短为什么存在短波限？波限？二、特征二、特征X X射线谱射线谱莫塞莱定律：莫塞莱定律：阳极靶材的原子序数越大，相应于同一系的特征谱波长越短。阳极靶材的原子序数越大，相应于同一系的特征谱波长越短。特征特征X X射线的产生主要射线的产生主要与原子

5、内部电子的激发与原子内部电子的激发与跃迁有关。与跃迁有关。莫塞来莫塞来19141914年总结了特征年总结了特征X X射线与靶材原子结构之间的关系：射线与靶材原子结构之间的关系：)(ZK第三节第三节 X X射线与物质的相互作用射线与物质的相互作用一、一、X射线的透射系数和吸收系数射线的透射系数和吸收系数物质的原子序数越大，对射线的吸收能力越强；对一定的吸收体，物质的原子序数越大，对射线的吸收能力越强；对一定的吸收体，射线的波长越短，穿透能力越强，表现为吸收系数的下降。射线的波长越短，穿透能力越强，表现为吸收系数的下降。二、射线的真吸收二、射线的真吸收q存在吸收限存在吸收限q滤波片的选择滤波片的选择q阳极耙的选择阳极耙的选择滤波片材料：滤波片材料：滤波片元素的原子序数均比靶元素滤波片元素的原子序数均比靶元素的原子序小的原子序小12。三、三、X