第章--X射线光谱法PPT课件.ppt

5.1.1.X射线的发射1.用高能电子束轰击金属靶；2.将物质用初级X射线照射以产生二级射线——X射线荧光；3.利用放射性同位素源衰变过程产生的X射线发射；4.从同步加速器辐射源获得。在分析测试中，常用的光源为前3种，第4种光源虽然质量非常优越，但设备庞大，国内外仅有少数实验室拥有这种设施。在轰击金属靶的过程中，有的电子在一次碰撞中耗尽其全部能量，有的则在多次碰撞中才丧失全部能量。因为电子数目很大、碰撞是随机的，所以产生了连续的具有不同波长的X射线，这一段波长的X光谱即为连续X射线谱。在对钼靶进行轰击后产生了两条强的发射线（0.063和0.071nm），在0.04～0.06nm还产生了一系列连续谱。在原子序数大于23的元素中，钼的发射行为很典型：与紫外的发射线相比，钼的X射线非常简单；它由两个线系组成，短波称为K系，长波称为L系。下表列举了部分元素的特征X射线。元素特征X射线的波长λ与元素的原子序数Z有关，其数学关系如下：特征X射线是基于电子在原子最内层轨道之间的跃迁所产生的。可分成若干线系（K，L，M，N…），同一线系中的各条谱线是由各个能级上的电子向同一壳层跃迁而产生的。5.1.1.2.电子束源产生的特征X射线通常，X射线是放射性衰变过程的产物。γ射线是由核内反应产生的X射线。许多α和β射线发射过程使原子核处于激发态，当它回到基态时释放一个或多个γ光量子。电子捕获或K捕获也能产生X射线，在此过程中，一个K电子(较少情况下，为L或M电子)被原子核捕获并形成低一个原子序数的元素。K捕获使电子转移到空轨道，由此产生新生成元素的X射线光谱。K捕获过程的半衰期从几分钟至几千年不等。人工放射性同位素为某些分析应用提供了非常简便的单能量辐射源。最常用的是55Fe，它进行K捕获反应的半衰期为2.6a：55Fe→54Mn+hν5.1.2.X射线的吸收5.1.2.1.基本原理和概念5.1.2.2.吸收过程5.1.3.X射线的散射和衍射5.1.3.X射线的散射和衍射5.1.3.X射线的散射和衍射5.1.4.1.X射线荧光发射5.1.4.2.Auger电子发射5.2.仪器基本结构5.2.1.X射线辐射源5.2.1.X射线辐射源5.2.2.入射波长限定装置5.2.2.2.X射线单色器X射线单色器由一对光束准直器和色散元件组成，为X射线光谱仪的基本部分。色散元件是一块单晶，装在测角计或旋转台上，可以精确测定晶面和准直后入射光束之间的夹角θ。这种晶体分光器作用是通过晶体衍射现象把不同波长的X射线分开。5.2.2.2.X射线单色器使用平面晶体作为单色器时，由于有99％的辐射被发散并为准直器所吸收，因此辐射强度的损失很大。采用凹面晶体则可使出射强度提高十倍，如图5-10所示。5.2.2.入射波长限定装置5.2.3.X射线检测器5.2.3.X射线检测器5.2.3.X射线检测器5.2.3.X射线检测器5.2.4.信号处理器5.2.4.信号处理器5.3.X射线荧光法5.3.1.仪器装置5.3.1.仪器装置5.3.1.仪器装置5.3.2.X射线荧光法及其应用5.3.2.X射线荧光法及其应用5.3.2.X射线荧光法及其应用5.3.2.X射线荧光法及其应用5.3.2.X射线荧光法及其应用5.3.2.X射线荧光法及其应用5.3.2.4.应用5.4.X射线吸收法5.5.X射线衍射法5.5.X射线衍射法5.5.1.多晶粉末法5.5.1.多晶粉末法