x射线和射频光谱学
x射线光谱
渗透,电无电荷的辐射是1895年由德国物理学家发现的威廉·康拉德·伦琴并被命名为x光辐射因为它的起源是未知的。这种辐射时产生电子(阴极射线)罢工玻璃或金属高压疏散管的表面检测到的荧光的涂层屏幕和暴露的摄影盘子和电影。的医学应用这样的辐射可以穿透肉比骨头被立即发现,更容易x射线被用于医疗目的三个月内在维也纳的发现。在接下来的几年里,许多研究人员确定射线不携带电荷,在直轨迹,有一个横向(可能是偏振)性质散射从特定的材料。这些属性表明,射线是另一种形式的电磁辐射,一个由英国物理学家之前假设的可能性J.J.汤姆森。他指出,电子袭击的玻璃墙管会经历暴力加速度减速时,根据经典电磁学,这些加速度会导致产生电磁辐射。
第一个清晰的演示波x射线的本质提供了在1912年衍射在一个密集的原子的飞机水晶的锌硫化。因为的细节衍射模式依赖于辐射的波长,这些实验形成的x射线光谱分析的基础。第一个光谱仪对这种辐射是由1912 - 13的两个英国physicists-father和儿子威廉。亨利。和劳伦斯布喇格不仅表明存在连续体x射线光谱,有望从过程涉及到停止运动的带电粒子,而且离散特征光谱(排放所引起的每一行的一个明确的能量),表明一些x射线性质是由原子结构决定的。的系统的提高的特征x射线原子序数显示了英国物理学家亨利G.J.莫斯利在1913年的基础上可辩解的玻尔原子结构理论实验和理论之间,但更定量协议等待的发展量子力学。波长对x射线范围从0.1到200埃,20到200埃称为范围软x射线。
关系原子结构
x射线可以由孤立原子和离子由两个相关的流程。如果两个或两个以上的电子从一个原子,剩下的外层电子更紧密地绑定到原子核电荷不平衡,和转换这些电子从一个水平到另一个可能导致发射的高能光子波长为100埃或更少。一个替代过程发生在一个电子在删除一个中性原子内壳层。这个删除可以通过轰击电子的原子,质子或其他粒子在足够高的能量和辐射的原子足够高能x射线。其余的原子中电子很快调整,使转换来填补留下的空缺移除电子,在这些转换和x射线光子发射。后者过程发生在一个普通的x光管,合成一系列的x射线线特征光谱,叠加在一个连续的光谱辐射造成加速电子。
的贝壳在一个原子,指定为n= 1,2,3,4,5,光学光谱学家,已经标记出来K,l,米,N,O通过x射线光谱学家…。如果一个电子从一个特定的壳,电子从所有的贝壳可以填补这一空缺,导致一系列倒而出现的氢系列。此外,不同的角动量国家对于一个给定的外壳造成能源分段在每个shell;这些轨道根据他们的精力被罗马数字标记。
的x射线荧光辐射的材料相当实际的利益。原子由x射线辐照拥有足够的能量,特征或连续的射线,失去电子,因此发射x射线自身结构的特点。这些方法用于未知混合物的分析作文。
有时一个电子发出的一个明确的能量是原子代替x射线光子当外层电子级联到低能量状态。这个过程被称为钻发射。俄歇能谱,分析表面时释放电子的能量轰击在几电子伏特的能量,是常用的表面科学识别表面的元素组成。
如果连续光谱从一个x射线源通过一种吸收材料,发现吸收系数急剧变化在x射线波段对应移去一个电子所需要的能量就从特定的内壳层形成一个离子。突然增加的吸收系数随着波长壳牌能源叫做减少过去吸收边;有一个吸收边缘与每个壳内部的关联。他们是由于电子在一个特定的壳上面可以兴奋电离能的原子。x射线吸收横截面光子能量能够电离内壳层电子的领导所示。x射线吸收边缘元素成分的确定是有用的固体或液体(见下文应用程序)。