·X射线的本质 X射线的性质→2dsin0=n见→ ·X射线与物质的交互作用 >X射线本质 >韧致辐射-连续X射线谱 FM TV ortwA3M 波长很短， 104 1010一10 10￥ 0.01-10nm Misible Ligh 50mA 40 600 veength inanome线eTs) 40 亮度：X射线的强度 单位面积上的能量 130 人人J X-ray beam 2 30 3 × Storage ring Injection point 20 1一高压变压器2一灯丝变压着3一X射线管 SWL 0.05 0.1 0.15 ASWL A/nm 4一阳每6一阴段8一电子1一X射线 e el=hVmax =hc/ =1.24/U 阴极射线管 Synchrotron radiation 1连续谱=xZU2
X射线的性质 2d sin n • X射线的本质 • X射线与物质的交互作用 X射线本质 波长很短， 0.01-10nm 韧致辐射-连续X射线谱 h max hc 0 eU 0 1.24 U 2 I 连续谱 iZU 亮度：X射线的强度 单位面积上的能量 阴极射线管 Synchrotron radiation
·X射线的本质 X射线的性质→2dsin0=n入 → ·X射线与物质的交互作用 特征辐射特征X射线谱 态（缠走K电子） 轨道兼并，兼并度 莫塞莱公式 i=W+s到 (Moseley) First observed by 跃迁遵守拉波特定则 Barkla Sadler W=1,△j=0或t1 in1909 K1(Z-) 兼并轨道电子数：2十1 态（撞走L电有 IKal IK2=2:1 特征密什 M态（撞走M电 K1= R K系、L系、M系 N态（撞走N电 境走价电子 中性原子 里德伯常数R L层到K层： Ka I(AKa)=51(AKg R=1.0974*107m1 M层到K层：KB I特征 =Ai(U-Uk)" 屏蔽因子σ 当U心Uk=4时，1特征1连续最大 AKa >or<AKB X射线管工作电压选在(3-5)Uk时为最佳， K系X射线：o=1 连续谱造成的衍射背底最小 L系X射线：o=7.4 AKa>or<AKa2
X射线的性质 2d sin n • X射线的本质 • X射线与物质的交互作用 特征辐射-特征X射线谱 First observed by Barkla & Sadler in 1909 莫塞莱公式 （Moseley) 里德伯常数R K系、L系、M系 L层到K层： Kα M层到K层： Kβ 𝜆𝐾𝛼 𝜆𝐾𝛽 > or < 𝐼(𝜆𝐾𝛼 ) = 5𝐼(𝜆𝐾𝛽 ) 𝜆𝐾𝛼1 > or < 𝜆𝐾𝛼2 跃迁遵守拉波特定则 l＝1， j＝0或1 兼并轨道电子数：2j+1 IKα1：IKα2=2:1 轨道兼并，兼并度j j = |l + s| n I 特征 Ai U Uk 当U/Uk=4时，I特征/I连续最大 X射线管工作电压选在(3-5)UK时为最佳， 连续谱造成的衍射背底最小
·X射线的本质 X射线的性质→2dsin0=n入 → ·X射线与物质的交互作用 >X射线与物质交互作用 成分分析 F(滤波片) 相位衬度成像 荧光辐射：重元素( Z>20) 热 吸收衬度成像 俄歇效应：轻元素、表面分析 透射X射线1-loe“mP,A=0 「=0，相干散射」 散射X射线 人射X-光子 。俄欧电子 xRD分析 。光电子 一反冲电子 了不相干散射 电子 俄数电子 成分分析 光电子 光电效应 俄歇效应 荧光X射线AK。>o X射线与物质的相互作用形式， XPS:X-ray Photoelectron Spectroscopy 可分为散射和真吸收两大类 对化学价态敏感 分析成键信息
X射线的性质 2d sin n • X射线的本质 • X射线与物质的交互作用 X射线与物质交互作用 成分分析 XRD分析 吸收衬度成像 相位衬度成像 X射线与物质的相互作用形式， 可分为散射和真吸收两大类 荧光辐射：重元素（Z>20) 成分分析 俄歇效应：轻元素、表面分析 XPS：X-ray Photoelectron Spectroscopy 对化学价态敏感 分析成键信息
·X射线的本质 X射线的性质→2dsin0=n见→ ·X射线与物质的交互作用 透射与吸收 175 一束单色X射线透过一层均匀 150A 物质，其强度将随穿透深度 =e ut 的增加按指数规律减弱 125 4m≈K2Z3 100 E ·质量吸收系数 Mm= I e-unZ 75 多元物质 50 吸收限K ·射线波长愈长愈容易被吸收 n ,吸收原子序数愈高射线被 25 吸收得愈多 Um k<元KBKa i=1 0.020.04a060.080.100.12 1/nm 款
X射线的性质 2d sin n • X射线的本质 • X射线与物质的交互作用 透射与吸收 • 一束单色X射线透过一层均匀 物质，其强度将随穿透深度 的增加按指数规律减弱 • 质量吸收系数 • 射线波长愈长愈容易被吸收 ，吸收原子序数愈高射线被 吸收得愈多 l m t l e I I 0 m t e I I 0 多元物质 𝜇𝑚 = 𝑖=1 𝑛 𝜇𝑚𝑖𝜔𝑖 3 3 m K4 Z 吸收限 K K< K< K
·X射线的本质 X射线的性质→2dsin0=n见→ ·X射线与物质的交互作用 X射线吸收效应应用 √X射线衍射辐射源选择 √滤波片选择 ·K(X射线)>入k(样品吸收限)或 >入x2 入 (X射线)（滤波片吸收限）(X射线) ka(X射线)<)k(样品吸收限) ·Z滤=Z靶-1 Z靶乙样+1或Z>Z样 (Z靶<40) 表7一1常用材K系特征X射线波长及相关数摇 临界激 工作 被强烈吸收 ·Z滤=7靶-2 子元款 系数 K./nm K.:/nm K./nm Ka/nm Ak/nm 发电压 电压 及敢射的元素 (U)/kv /kV K. (Z靶>40) Cr 0,228960.229350.2209 0.8480.20701 5,98 20-25 Ti.So,Ca Fe 26 0.19360 0.19399 0.19373 0.17565 0.17438 7.10 25=30 Cr,V,Tl Mn Co 0.17889 0.17928 0.17902 0,162080.1881 7.71 30 Mn.Cr,V Fe 0.16578 0.16610 0.16591 0.15001 0.14880 8.20 30-35 Fe,Mn,Cr Co Cu 29 0.15405 0.15443 0.154180.13922 0,13804 8.80 35一40 Co.Fe,Mn 1.6 Mo 42 0.07003 0.07135 0,07107 0.063230,06198 20,0 50-55 Y.Se,Ru Nb.Zr A(A) (A) 63g 0.055940.05 0.05609 0.04020 0.04835 26.5 55-60 Ru.Mo,NbPd.Rh
X射线的性质 2d sin n • X射线的本质 • X射线与物质的交互作用 X射线吸收效应应用 X射线衍射辐射源选择 • K (X射线)>K (样品吸收限)或 K (X射线)<<K (样品吸收限) •Z靶≤Z样+1 或 Z靶>>Z样 滤波片选择 • K >K> K (X射线) (滤波片吸收限) (X射线) • Z滤= Z靶-1 (Z靶 <40) • Z滤= Z靶-2 (Z靶 >40) K K