1928;哈特街,1928).图5表示C商子寸随肴m日而变化的情 2 形.在附录Ⅲ中我网铅出較普通的离子和原子的f值.这些理論 計算的数值會經实驗証实。 一般耕来,对于某一給定的n值,原子因数和波长无关。 不过,当波长在骸原子的吸收突变点λ附近,則发生不正常的情 形:这时候原子因数比起理論值小几个单位。在第9章第1节中 我們将看到这个現象的一个重要的应用. 8.不相干散射或康菩頤效应用X辐射的粒子表象来說朋另 一个散射现象,可以很容易理解。在这个情形中,光量子和电子磁 量同时起两种作用:光量子离开它原来的方向,而电子則取得光量 子的一部分能量.这时候光子只有能量<创,差数)一給 了电子,变为它的动能 散射轻射的波长大于入射射,因为X二号>÷,特且这两 个波的週相之阳沒有相互关系.这种散射是不相干的,不发生于 涉作用,散射辐射分布很广并且总是很弱.所以康普順效应虽然 在理論上很重要,但在实驗X射楼晶体学.上沒有实用的重要性. 我們不预备群細地討論这个效应.但是,知道以下的事实是有用 的:原輻射和散射辐射的波长差为 △()=0.024(1-cos20) (1.14) 28为散射角:所以这个差数对于中等波长是很小的.一个物体的 康普颠氟射的強度等于它所含的各个原子的散射強度的和.一个 原子的不相千做射的验度1:是中的图数,此函数藏給定的原 子而定.当0=0时,它等于器,它随n的抢加而增加;当sin日 趋于无穷大时,极限值等于2I,Z为原子序数,I。为单独一个电 子的散射強度,这个強度避守湯姆逊公式(1.11).表IV給出計算 ·18·
所得的儿种原子和离子的1:/正.值. 表W康背散射强定的:1.值 (康普领放爱立生,1935b 、n的(埃) 0 对于i0,m 0.2 0.4 0.6 0.8 元素 的极限值z H 0 0.770.981.01.0 1.0 0 3.3 4.5 '5.0 5.3 5.5 No+ 0 3.7 6.8 8.0 8.4 8.7 10 N 5.2 8.5 10.4 11.1 11.5 13 0 8.2 11.5 13.5 15.0 15.8 18 11.017.0 20. 25.0 24.0 29 Hg 0 20.038.050.065.060.0 80 对于某一給定的sin/值,I:1ZI对于輕的元素比起对于面 的元希要大得多. 康普顛效应在衍射花样上引起一片模糊,在图的中心为零,强 度随衍射角而增加.这种景象一般是比較弱的,它主要于輕元秦 被短的波长辐照时被看到. D.檢驗X射筏的方法 我們现在将部速检驗一東X射袭和最测其強度的各种方法. 9.楚光屏象紫外光一样,X射後会使某些物质发淡光,例如 銷氰化组,硅鋅矿,硫化鋅。这种性盾被用来制成炎光屏,它任X 射钱作用下会发光:这是大家都知道的“X射餐熒光学”的基刚 在X射後结品学上,这种光屏在满书仪器时很有用处,甚至是不可 缺少的,用它可以看到光束的路毂.最好用小的光屏(2×2厘米) 图定在一长棒的来端,这样,可以引到很窄的、在仪器部件間的空 隙.实际七最好的光歼是活性的硫化鋅光屏.最亮的熒光屏上象 井不立御消熄(燐光);这在X射辍品体学上井不是,一个缺点,但是 还要向制造厂明确指出,大多数应用X射镂的人(医疗设备)所器 ·19
要的是发光較弱而磷光时期很短的光群, 对于长波长(在1.5埃以上)必殖用友射式的光屏前不用普通 透射式的,因为熒光层吸收X射接太多。 在实际应用中,需要观察的光束往往是很弱或若很窄的,它們 在屏上的斑点很不容易看到.这时候必須把X射钱品体学实骏室 变骚后进行翮节工作 ·10.X射接的照相作用熒光屏只粕出定性的指示,照相板是 X射殺品体学的一种基本的工具。照相板被用来精两地测定行射 花样上的餐或斑底的位置和佔計它們的強度. ()X射镂乳膠`X射棧可以使普通的服相乳胶威光;但是 有著专为X射餐用的特种乳胶:普通的照相板上的灵敏层只能 吸收很小一部分的X射镘,尤其是对于X射钱品体学上用的最短 波长的X射機。为提高照柑板的灵敏度,人們可以增加溴化銀层 的厚度.但是这立刻受到显影要求的限止,琵影剂不能使太厚的 乳胶层全部起作用。所以朵取以下的办法:把对于X射钱很透明 的軟片两面都涂上乳胶层,这样,使不常的乳胶层厚度加倍而井 不改变显影条件.井且应用大颗粒的乳胶,X射的灵敏度随顯 粒大小而增加的.这样就是所罪“无屏乳胶”的X射纔乳胶的特征 [意尔酒德的“工业用G”等].另外一个提高照相軟片灵敏度的方 法,是把鳞光痒紧贴在乳胶上,赴它所发出的光也对乳胶起作用 (这种作用迭加在X射镂的直接作用上).但是,这样的加強绕光 屏的应用只有对于比X射毂品体学所用的波长更短的波长扌实际 有利。此外,应骸注意到加強因数和所接受的強度有关,对于弱的 強度,就是說,最需要它加強的強度是小的。所以我宵不特别推荐 这种熒光屏的应用。 X射辍軟片的处理手續和普通的照相板一样.必須用足够慢 的溴化鉀的显影剂,使在过分显影之前整个乳胶层可以都浸透。 定影需敕长的时間,因为乳胶中溴化物含量很高,在定影时必須避 免受到光的照射或和显影盘接融,否則就会有擦不掉的記号.我 們实际所用的軟片有几种缺点:它阿顆粒粗,軟片基体的大小可以 ◆20
随周商大气中的湿度而变化,这对于作桔确的量测时需特别当心」 軟片对于压力很灵敏,所以至时必须小心.最后,双面乳胶不会起 很好的作用,除非两面所臧受的形象是完全一样,就是說,除非X 射移和软片相垂直.在大多数的仪器中,这个条件是不能被满足 的.“想象有一光餐以60°角落到一个軟片上,它的基体的厚为0.2 意米, 一根很細的辍将成为相隔0.12毫米的双重幾;北較稍粗的 钱則将变宽,在察看照片时,最好要配住这个事实。对于某些精 两的量测,必須应用特殊的单面的軟片(第四章§12). (b)灵敏度随波度的变化能量相等但波长不同的光束作用 在同样的乳胶,經同样长的时閒后所产生的黑度不同.人們还议 有准确地作出灵敏度随波长故变的量测;因为这种量调是很难的, 格洛克(1928)僧建義波长在0.5到2.0埃之閒的区域中,黑度的第 一殺近似只和軟片所吸收的能量有关.图6表示这个数量随波长 变化的情形;化也表示歡片的灵 敏度变化的情形。应該注意到, A.(Ag入.(Br 溴和銀的两个吸收突变点。如果 04840918 摄取一个連薇光諧,則見有两个 带,它們有清楚的边綠,边黎在 0.918埃和0.484埃处,这两个边 綠的产生沒有其他的原因,只有 山于軟片灵敏度的突变, 波长(块) ·(c)照相的量测出現两个 图6照相软片的灵敏度激波长 变的情形 間題:耧或斑点的位澄的量调和 色們的強度的量涮.在衍射图上所遇到的线总不是很阴纶的(宽 度至少为01毫米);一般用测长显微鏡来量测化們的位澄沒有多 大好处.反之,当放人10倍以上来察看图形时,·到乳胶的霜粒 看得很清楚而的钱反而看不是了.所以,更方便的是开刻度为 1/10毫米的玻璃尺放在照相上面,用透射光来照聊而用一个好 的放大鏡来观看.这样可以到1/10毫米,一般这也就足够了, 为得到更好的精果,如果的明銳度容許,最好作出微光度計的記 21
录.为要改正软片长度的变化,杂經曝光的软片盖以带有細的透 明的餐条的不透明的板而使瞬时感光,透朋钱間的准确的距离預 先已怒定好的。照片洗好后照片上就有已知长度的标度迭加在X 射機花样上(見照片V图A). ()微光度計配录式的微光度計是X射餐品体学上很有价 值的附带設备,它可以用来量测相片和估計棧的强度.现在大部 分的实驗室都有这种仪器,所以我們不需描述它.所有現在的格 式主要都是量撕光学光譜用的,光学光譜中镂明銳而且密集,所 以狭縫很窄而記录的放大倍数较大.对于X射餐图,图上钱不明 鲶,最好放凳狭縫的寬度,因为照朋的面积越大,則軟片上頰粒所 写引起的不规則越少.另,一方面,由于需要同时記录照片上此较大 的面积,所以软片上的距离和記录上的距离的比率最好要用比較 小的倍数的(約为×5).X射後花样的微光度計記录常是很不規 則的,这减少黑度量刑的桔确度,当研究很弱的毯时,最好在照相 的不同高度处作两次的藏数而只考虑两个記录上共有的那些不規 即的情形. 除掉这种配录的微光度引外,还有象定量光譜分析用的非記 录式的仪器。飞們可以用来比较餐的黑度,但共不容新用来测定 譜機間的距离” 在照片上一点的黑度,或照相密度,是由公式D兰1og号来 定的,I。及I为米透过和巳透滋照相层的平行光束的強度.如果 微光度引的光电池的光电流和通过款片的光通量成正比,則I/r 可用电流引的偏轉的比率来量度,先赴光通过软片上未經曝光的 部分,后赴光通过照相上所需芳虑的那个点子】 在記录上(图7)必須标出电流計的零点(把光源盖住)和相 应于未跟光部分的晨大偏博。从正窝OA和0B,D=1os= 1)希尔热(H1g)非祀录的射钱徽光度計特别骰能足华正地湖定殺或 链点之尚的距离(英文版群者)。 ·22·