B.X射钱的产生机刷 对阴极所发射出的X射後分为两部分：速續光韶和对阴极的 特征射殺， 3.速籁光諧設有一个第靶的管子，其中通以一恆电流，电压 逐潮从20千伏增加到50千伏，用合适的仪器記录作为波长的函 数的发射強度.这样得图1的曲 後. 所发射的光譜是.一个速續光 譜，其中含有从某，短波极限牙 始的全部波长，強度理镣地随着 波长而故变. 量子論可以很航单边說别光 譜为什么有这个短波极限.能量 为eV的电子，由于和物质相碰的】 精果可以产生光子，共能量)毛 0-203040506070809 多等于电了的能量。因此，輻射 波长() 有一个瀕率上限。这个上限值由 图【逊执光瓷的随度和波长 关系 的关系（对F普的各种不国的 电压) h创n==c (1.2) 4一20千伙B-25可伏C-30千伏 人 D-35千伏E-0千伏F-50千伏 (依照移菜的枯果) 給出.这关系当Ψ以快特为单 位，入以埃为单位时，可以表示为 入=2395 (1.3) 如果在产生光量子的碰撞之前，那个电子在穿进物眉时，速度 會除低一些，則发出的光量子就有較少的能量一因此出现了一 个速賴光譜，它从短波极限展向长波长方向：但是量子論的这个 ·解释井不給出从电子传递能量到光子的机制。·粹典理論把含有所 有波长的一列波的发射和电子碰到物质的突然减速联系起来，但 ·3·
它不能說明所丸察到的光譜的短波极限.总地說来，現在还沒有 一个簡单的理豁，它可以給出这个现象的总的清楚的图回，虽然这 是一个基本的現象， 我們从实驗方面学到什么呢？实驗表示：电压增加，則某-一个 波长的幅射強度随着增加，而光諧則伸向短波长方向（图1）.对 阴极所接受到的能量和V成正比，翰出的龋射能「公式(L.1)门与 Z少成正此，而光譜的总能量（图1中某一条曲袭下的面积所代表 的)到和Z2成正此.对于在一給定工作条件()下的管子，速續 光譜的啦度是和对阴极元素的原子序数成正比的一一所以用重元 泰更为有利。 从图1，骸注意到，速續光譜在殿处突然开始，就是說，速續光 譜中含有相当份量的幅射，它侧的波长是很接近于短波极限的， 总地說来，当需要“白色”的幅射时，郎包含有所有波长的輻射 时，則管子必須用重金属制的对阴极（编比铜恩有效25倍）而在 高电压下使用。电压增加，則光譜伸向短波长方向【公式(13)， 并且管子对于整个光譜的输出量也提高。此外，必须配得，在解释 多色輻射的衍射图引劳埃(Lau)法]时，两不同波长的朝射的发射 強度并不相等，并且很难用笛单的方式来估計这种強度的此率， 4.特征光着在速額光譜上可以迭着一个機光譜，钱光譜的 波长和管子的工作条件无关，它們只随对阴极的性盾而定。钱光 譜譜餐的波长是对阴极原子的特征 图2貂出一系刻原子序数逐衡增加的元素的主要後的波长 从这图上清楚地看出两个主要的事实：光譜很籣单，只含有少数的 後；而所有元素的光部都是类似的，它們都包括几羣的辍，称为 &、L、M等後系.每一钱系含有一組的钱，所有元紫的光譜中这 种极系的形式都相象.在一特定地位的，的频率随原子序数而 变，它遵守莫塞萊所发現的前单定律： √w=C(z一6) Z为原子序数(c及g为常数，d二1). X射钱品体学所用的波长范围内所遇到的特征輻射刻在图2 ·4
中.後系是复杂的，而玉楼系只含有三根敕強的餐，一个很接近 的双重钱K交K。,(相E0.004埃)和一根单镜K,这三镜的強 度比为50：100：22.在实用 液长地】 45 上，那双重钱常常分不开， 78 0112314 这时侯只有K。及Ke两钱， 后者的强度只行前者的七 分之一. 当要用到一个 单独的知的波长时，常用 K.赣.表I翰出一些元东 的钱的波长，这些元素山 于它們的物理性盾可以作成 优良的对阴极，而它們的钱 是在合适的范围丙的， 产生特征谱镘的理論如 下，阴极射的电子流碰 X射镜品体学用的框射范围 对阴极的結果，使对阴极上 图2各种元来的光（摘山徐格加 “阶琴别超光路学”) 打些原子电离，原了内层的一个电子被打去.这样留下的空位橙 对阴极 K。经约微发版 物所原数 Ka3一Ka1(埃) Ka(决) P及伏特 24 2.294—2.200 2.035 5.950 26 1.940-1.936 1.757 7,100 27 1.793一1.789 1.621 7,700 3 1.662-1.658 1.500 8,300 哆 1.544-1.50 1.392 9.,000 细第 名 0.7135-0.709 0.6323 20,000 5 0.6176 一0.6132 0.5456 23,和0 46 ù.5898==0.554 0.5205 2年，500 0.5638-0.559 0.4970 25,600 鹩 74 D.21380,2090 0.1844 69,500 )实片上的管子不作为单色射源用。 ·5
以后被离核更远的勅道上的电子补充；件随着这种跳跃，发生一个 光子，光子上重新出現了电子移近原子核时所失去的能量.如果 W:及W,为电子的初始和最移能量，則发出来的稷有这样的頻率， 图2A,特征钱的产生 卸使二W,一W、令原子中的电子都在明确的能毅上，所以 光子的能量，也就是殷它的频率是确定的：于是发出某些数目的 特征射.例如，K。餐是当电子从L能級跳到K能级而发生的， 于是 k。=W&一Wz. (1.4) 参与发生X射栽的电子层是原子里面的較深的电子层：电子 所能占据的能级为数不多；它們的能量第一級近似地只随核电 荷而定，而与外层的电子无关，后者决定原子的化学性清和它們的 可見光及紫外光的光譜。由于这些事实，所以X射餐的光譜很簡 ~单，龙随原子序数作有規律的变化，而且不問物盾处于何种化学 或物理状态，谱镘总以原子为其特征. 为要发生K緣系中的某一条钱，則K层必須被电离；所以，阴 极射钱流的电子至少必須具有等于原子对K电子的結合能Wx的 能量.所以，只有当X射後管在大于最小电势Vx的电势下工作 时才发生K辍，Vx由以下的关系所規定： eVk WK. (1.5) 注意：对子特征餐，最小激及电势不由对速額光谱适用的 关系式卫一12395所給出.所需的电势比校高，因为光子的能量 、6·
比产生挪光子的电子能章为小。在表I中将看到和普通对阴极 的玉。镘相对应的激发电势 VK. 任意位 A 一耠定管子所发射的某 特征譜後的度是这管子 灰消耗的屯流：及电压V的 函数。实驗结果可以下列定 律来表示： 23+一36N I=Ci(V一Vx), 图3，曲镜A为某-和镜K。豹鼓 n約为1.5.(1.6) 大发射速度，怕籍B为某一K:镜的 合形为对阴极所可以取 黄度和速教光器城之比 用的最大功牵：电流将最多第于WV,而譜餐的最人强度将为 1=6ww-Gwm货- (1.7) VK 菌数表示在图3中（曲授）：电压越高，餐的強度越大，何生 下K 的增加却越求越慢. 5.澳續光諧和钱光譜的比較特征譜线的存在，尤其是很强 而分得很开的K。钱的存在，是X射我品体学中所依据的共本事 笑。这样，。X射钱管可以作为将近革色程射的源. 我們現在武 确定这近似的程度井指出实拽它的最好工作条件. 第一，除掉K。後外，还有KB棧，虽然后者校弱.这村不引起 困难，因为以后我們可以看到，有很好的方法可以去掉沱（§6）.于 是賸下来的就只是速續光谱.K。钱和連續光譜的能量是如何随 若管子的工作条件而变的呢？在实用上，这个問题有两种不同的 方式出現.我們歌想管子所发射的藕射的光譜已經記录在照和板 上了，K.镫在速續的背女上彭示出米.其村度如何呢？即使不 給出确实的数字（因为这需要明确規定实驗的条件）也可以說村度 ◆7