变的过程和电子产生电离的情形一样:原子会发出特征射钱,特征 射餐的波长和相对強度与阴极射钱所激发的情形完全一祥.这些 灰級X朝射称为“熒光輻射”.焚光輻射在X射綫品体学中是重要 的,因为它俐起着妨法的作用.它們迭加在我們所要記录下来的 衍射辐射上,行射輻射的強度可能比这种寄生輻射的还要弱.为 要去掉这种寄生輻射的影响,可以挑逃一种初毅輻射,使它不致于 激发样品中任一元素的K钱系;在这些情形下只发生L畿系的後 ,除重元素外L钱系所引起的干扰要小得多,因为它們的波长艘 大,或者,如果有K袭发生,則它們的波长和初级輻射的波长必須 相差足够大,才可以使某一吸收媒震透射很少寄生糖射而主要縵 的強度并不被弱,熒光輻射于是就可以从图上被去掉.慌得应用 这些方法的群細情形很有用处,这些詳細情形将在第七章中谈到。 ()应用在X射餐品休学的实验中,吸收现象占有很重要 的地位.样品中各元桊的吸牧极限柑对于其初級輻射的位橙告新 我們将会发出:哪样的荧光輻射.样品的吸收系数对于确定样品的 形状和确定所朵用的研究方法是不可缺少的, 我們在表Ⅱ中給出了在X射钱敔备中常用到的物质透射強度 的一些相对值 我刷常用吸收滤光片米調变辐射的光譜分布,井且利用吸收 突变点的存在以得到各种的应用.用輕元本(鋁)(其x极限比一 般波长人得多)制成滤光片,波长增加时,这种滤光片的吸收有規 則地增加;它可以用求去掉长的波长而使辐射很于連續光池的 个带中。 突变点入?在普通波长范围内的滤光片能很利害地吸收波长 短于的射.这种性质有两个应用: (1)K镂的消除我們已經看到,某一对阴极所发出的K线 系的餐可以分为K。和KB两粗,其中水要的後KB的強度和主要的 镘K。的强度相差不太多;飞所致的行射現象迭加在K.的上,井 且可以使人对衍射图发生眼会。这里,出于玉B移的波长比K。後 的短,我們可以找到一种滤光片,它吸收K很利害而吸收K。很 413=
多 吸牧物 :07六埃a03本埃 座气(光通条件下) 10厘米 0.99 0.89 、0.68 氨(普通条件下) 10重米 0.79 0.13 1.4×10- 米 8:9 1 1.9×10 0.3×10- 8毫米 8-9 8:86 899 1/10毫米 0.99 0.93 0.80 甜 1/t0老米 0.016 0.018 1.12×10-0 Pyrex破璃 /10您长 10-10 0.1 0.c1 J,indemann弦 别8}毫* 82 Ⅲ 波长(埃) 裙光微(对于袋-) 对子Ka疑的 对阴极 Kea 的 厚废 迹射因数 克/佩米燕米 858 0,497 4-85339 0.096 0.079 0.29 8 0.632 0.069 .0.108 0.31 1:5 1.392 (-247 0.019 0.021 0.40 78 1.62 a4 0.014 0.018 0.44 388 1.757 a4) 0.012 0.016 0.46 2.085 (a=228) 0.009 0.016 0. 14
少,这必頸挑选种元素,其吸收突变点x落在两移之間.表山 表示一些适用于各种普通阴极的滤光片的特征,这种滤光片可 以使KB和K.钱強度之此减到1/600(爱德瓦茨及李泼生,1941). 如果可能,这种滤光片是用純元素的毒叶制成的,它或者是一层涂 在纸上的粉未.所用的粉末可以是一种化合物,其中除了所需的 元素外,只有一些輕的元来(例如氧). (2)窄光譜带的分离或“差作用减光法?(罗斯,1928:基克巴 特立克,1939)我們武取调期表上邻近的两个元素,例如钻和煞所 构成的两滤光片.大家知道(附录V及图4A),这两种元素的吸 吸收係数 1487 607 长 05 15 图“算点站的吸妆· 收系数之比对于各波长差不多是恆定的:除非这些波长介于两 个吸收突变点之間.于是,如果钴滤光片每单位面积的质量为 1克/厘米2,而鎳滤光片为0.9克/厘米2,則这两滤光片的吸收作用 将近相等,除掉介于1.487及1.607埃之周者外 如果我們把第一和第二个滤光片逐次插在X射餐光源之前: 則所記录到的強度的差异将代表波长1.487一1.607的影响,因为 对于其他的波长,这两个滤光片彼此是相等的.如果答中翔的 对阴极,則它所发出的CuK。钱(1.542)正落在此波段中,龙 比其周围的速光譜的狭带要強得多。用了这样的双重滤波法, 就等于应用将近单色的射进行工作】 15··
7.“相干的”或“經典的”散射当光子只是方向改变而#不捐 失能量,則它給出和初殺幅射波长一样的散射韬射:在这种情形 下,最好不再考虑它的粒子性而只注意它的波动性.这个現象的 初步理論如下:当一个电子为一电破波所撞,它卸开始振动井且变 为波源,其遇相决定于入射波的通相。在物质中波所遇到的所有 的电子构成一罩相干的被源,它們的幅射是可以相干涉的。現在: 在凝集系枕中原子間的距离碰巧和X射镘的波长数量殺相同.由 于这些有利条件,所以可以看到有趣的干涉現象.散射后X射後 的很弱的能量并不分散在各个方向,它集中在某些方向,于是可以 得到衍射花样,从这种花样可以推测原子的位置。这就是X射殺 品体学的基酬. 这种相干散射(或經典散射)现象在整个这項工作中起主导作 用。这里我們仅将給出一个电子和一个原子所散射的强度公式, 在以后的章节中,我們将群細地研尉物体中各种不同原子所散射 的波之問的干涉作用. 赴我們考虑在一束非偏振的X射後中(就是說,在普通的射钱 源所发出的一束X射钱中)的一个自由电子。我阿称每秒钟通过 垂直于光束的1厘米的面积的能量为这一光束每单位面积的验 度I。电子每秒钟在与入射钱平均成28角的立体角ω中所散射 的能量为 4=(+20) 其中e及m为电子的电荷(靜电C.G.S.单位)和质量,而c为光 速(厘米/秒). 距样品(厘米)处每单位面积上所接受到的能冠于是为 k-子品1+0= 2 =7.94×10(1+29) (1.11) 2 这个公式称为湯姆逊(Thomson)公式,它的証明見附录I(5I). 、·16
一个原子有一个原子核,核外包围着电子.原子核对于X射 餐的散射不起作用,囚为它的质童大,这可以从海瓣逊公式中容 出来。各个电子新散射的波之間有千涉作用.計算証明(是附 录I§4),一个原子所散射的波的振幅为 A=手A: 耐散射强度(用振幅的平方来量度)则为 I=fIe; (1.12) 4。为单独一个电子所散射的波的振幅,其览度由公式(1.11)給出; f被称为原子結构因数或n 原子因数;它和散射角及 波长有关,对于很小的散 射角,它趋近子原子中的 电子数或原子序数Z.其 实,这Z个散射波都是同 週相矿它狮的振幅直接相 加起来.这时候散射強度 只气类) 为Z工.当散射角增加 时,手减少 图5C商子的/与的关系 在附录I(§4)中的計算表示 f=( () tsin da, (1.13) 入 (a)da代表中心在原子核上,牛径为a及a十du两球之閻所含的 电子数,20为散射角,而入为原始光束的诚长,1只是血9的国 数).“()可以从原子秸构的理論算出来(湯麦斯,1927;費米, )我销以后可以看到,n9在灿体衍射的着起级承数的作用。 这个此等 于为点种不面之的距病,点举面以日反射波为入的波.对于果 一粉定邓面的反射,于是和入无关的。 ·17