内容发布更新时间 : 2024/12/24 7:44:06星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

当X射线通过物质时，在入射电场作用下，物质原子中的电子将被迫围绕其平衡位置振动，同时向四周辐射出与入射X射线波长相同的散射X射线，称为经典散射。由于散射波与入射波的频率或波长相同，位相差恒定，在同一方向上各散射波发生的相互加强的干涉现象，又称为相干散射。又称为弹性散射。相干散射是X射线在晶体中产生衍射现象的基础 2. 非相干散射

X射线光子与束缚力不大的外层电子 或自由电子碰撞时电子获得一部分动能成为反冲电子，X射线光子离开原来方向，且能量减小，波长增加称为非相干散射.。

? 非相干散射突出地表现出X射线的微粒特性，只能用量子理论来描述，亦称量子散

射。这种散射分布在各方向上，波长变长，相位与入射线之间也没有固定的关系，故不产生相互干涉，不能产生衍射，只会称为衍射谱的背底，给衍射分析工作带来干扰和不利的影响。

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X射线的吸收

? X射线通过物质时产生的光电效应和俄歇效应，使入射X射线的能量变成光电子、

俄歇电子和荧光X射线的能量，使X射线强度被衰减，是物质对X射线的真吸收过程。

? 光电效应1 ---光电子和荧光X射线

? 当入射X光子的能量足够大时，还可以将原子内层电子击出使其成为光电子，同时

辐射出波长严格一定的特征X射线。为区别于电子击靶时产生的特征辐射，由X射线发出的特征辐射称为二次特征辐射，也称为荧光辐射。(荧光光谱分析原理是光电效应)

? 光电效应2----- 俄歇效应

? 从L层跳出原子的电子称KLL俄歇电子。每种原子的俄歇电子均具有一定的能量，

测定俄歇电子的能量，即可确定该种原子的种类，所以，可以利用俄歇电子能谱作元素的成分分析。不过，俄歇电子的能量很低，一般为几百eV，其平均自由程非常

短，人们能够检测到的只是表面两三个原子层发出的俄歇电子，因此，俄歇谱仪是研究物质表面微区成分的有力工具。 ? 光电效应小结 ? 1.光电子：被X射线击出壳层的电子即光电子,它带有壳层的特征能量,所以可用来进行成分分析 (XPS)

? 2.俄歇电子：高能级的电子回跳,多余能量将同能级的另一个电子送出去,这个被送出去的电子就是俄歇电子带有壳层的特征能量

(AES)

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3.二次荧光：高能级的电子回跳,多余能量以X射线形式发出.这个二次X射线就是二次荧光也称荧光辐射同样带有壳层的特征能量 质量衰减系数μm

? 表示单位重量物质对X射线强度的衰减程度。

? 质量衰减系数与波长和原子序数Z存在如下近似关系： K为常数

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μm对于一定波长和一定物质来说，是与物质密度无关的常数。其物理意义为每克物质引起的相对衰减量。它不随物质的物理状态（气态、液态、粉末或块状的固态、机械混合态、化合物或固液体等）而改变。 ? 吸收限的应用 ---X射线滤波片的选择

? 获得单色光的方法之一是在X射线出射的路径上放置一定厚度的滤波片，可以简便

地将Kβ和连续谱衰减到可以忽略的程度。 ?

? 滤波片的选择:

? (1)它的吸收限位于辐射源的Kα和K β之间，且尽量靠近K α ，强烈吸收Kβ，

而对Kα吸收很小；

? (2)滤波片的选择以将Kα强度降低一半为最佳。

? Z靶<40时 Z滤片=Z靶-1； ? Z靶?40时 Z滤片=Z靶-2。

? 吸收限的应用 ---阳极靶材料的选择

? 避免出现大量荧光辐射的原则就是选择入射X射线的波长，使其不被样品强烈吸收，

也就是选择阳极靶材料，让靶材产生的特征X射线波长偏离样品的吸收限。 ? Z靶≤Z样+1；或Z靶>>Z样。

? 对于多元素的样品，原则上是以含量较多的几种元素中最轻的元素为基准来选择靶

材。

? 根据样品成分选择靶材的原则是

? （1）阳极靶K波长稍大于试样的K吸收限； ? （2）试样对X射线的吸收最小。 ? Z靶≤Z试样+1。

? 1912年劳厄将X射线用于CuSO4晶体衍射同时证明了这两个问题,从此诞生了X射

线晶体衍射学

? 1.6.2 X射线衍射方向

? 晶体学基础

? 一. 晶体结构的特征：周期性 ? 晶体具有如下共同性质： ? （1）均匀性 ? （2）各向异性 ? （3）自范性 ? （4）固定的熔点

? 二. 晶体结构的特征：点阵性

? 点阵是重复图形中环境相同点的排列阵式，它仅是图形或物质排列规律的一种数学

抽象，并没有具体的物质内容。

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布拉维点阵：十四种

? 面间距越大的晶面其指数越低，节点的密度越大

? 一般是晶面指数数值越小，其面间距较大，并且其阵点密度较大，而晶面指数数值

较大的则相反。

? 例1 某斜方晶体的a=7.417?, b=4.945?, c=2.547?, 计算d110和d200。 ? 1h2k2l211212122?2?2?2???22 22 d2 abcd1107.4174.945d2007.4172hkld110 =4.11?, d200=3.71?

1.6.3衍射的概念与布拉格方程

一、X射线衍射原理 衍射的概念：衍射是由于存在某种位相关系的两个或两个以上的波相互叠加所引起的一种物理现象。 这些波必须是相干波源(同方向、同频率、位相差恒定)

相干散射是衍射的基础，而衍射则是晶体对X射线相干散射的一种特殊表现形式。 二、衍射的概念与布拉格方程

用劳厄方程描述x射线被晶体的衍射现象时，入射线、衍射线与晶轴的六个夹角确定，用该方程组求点阵常数比较困难。所以，劳厄方程虽能解释衍射现象，但使用不便。1912年英国物理学家布拉格父子（Bragg，W.H.＆Bragg，W.L.）从x射线被原子面“反射”的观点出发，推出了非常重要和实用的布拉格定律。

可以说，劳厄方程是从原子列散射波的干涉出发，去求Ⅹ射线照射晶体时衍射线束的方向，而布拉格定律则是从原子面散射波的干涉出发，去求x射线照射晶体时衍射线束的方向，两者的物理本质相同。

x射线有强的穿透能力.

计算相邻镜面反射的波程差是多少，相邻镜面波程差为： BC+BD= 2dSinθ

当波程差等于波长整数倍（nλ），就会发生相长干涉

nλ= 2dSinθ n称为反射级,可为1，2，3…… Bragg定律是反映衍射几何规律的一种表达方式