1、高新華教授(2004年6月12日)，物理基金會(huì)第二次XRF培訓(xùn)講義，x光的二重性，當(dāng)它表現(xiàn)出波動(dòng)性時(shí)：它以光速直線傳播；當(dāng)它遇到物質(zhì)時(shí)會(huì)反射、折射、衍射和透射。當(dāng)表達(dá)粒子的特征時(shí)：有能量；散射、吸收、光敏性、電離、光化學(xué)反應(yīng)等。當(dāng)遇到原子時(shí)。2.x光的起源，電磁理論：x光起源于高能粒子和原子之間的相互作用，即陽極核場(chǎng)中高速電子的運(yùn)動(dòng)被阻擋；量子理論：x光起源于原子內(nèi)層軌道電子的躍遷。X射線管的簡單原理是，陰極發(fā)射的電子在電場(chǎng)的作用下飛向陽極；2.當(dāng)高速電子遇到陽極靶原子時(shí)，它們突然停止，轉(zhuǎn)移能量并發(fā)射x光光子；3.99%的高速電子能量被釋放為熱能，只有1%的能量被轉(zhuǎn)化為x光光子。X射線管的基本

2、結(jié)構(gòu)由陽極(靶)、陰極(絲)、真空管殼、鈹窗和高壓插座組成，X射線管的分類，大功率超尖管(SST)和低功率傳輸管(TTT)發(fā)射效率的比較，光強(qiáng)與距離的關(guān)系，X射線的分類，X射線可分為：特征X射線：一條具有離散波長的線，它與原子序數(shù)有關(guān)。連續(xù)x光和特征x光重疊并存；當(dāng)光子被激發(fā)時(shí)，它們不會(huì)產(chǎn)生連續(xù)的x光。連續(xù)光譜和特征x光重疊并存。特征x光光譜具有連續(xù)x光的特征。隨著電壓、電流和原子序數(shù)的增加，連續(xù)光譜的強(qiáng)度分布向短波方向移動(dòng)，峰值強(qiáng)度隨著電壓、電流和原子序數(shù)的增加而增加。每個(gè)分布具有最短波長0和最大等效波0=1.24/伏；最大值=1.50；光導(dǎo)管的連續(xù)x光光譜強(qiáng)度公式稱為連續(xù)光譜-克萊默公式，

3、計(jì)算連續(xù)x光光譜強(qiáng)度，電壓對(duì)連續(xù)分布的影響，電流()對(duì)強(qiáng)度分布的影響，峰值位置不變，強(qiáng)度隨電流的增加而增加，峰值位置不變，強(qiáng)度隨原子量的增加而增加。不同的元素有一組不同波長的特征譜線。波長與原子序數(shù)的關(guān)系如下：生成特征x光光譜，原子內(nèi)軌道結(jié)構(gòu)，K層電子構(gòu)型，最大電子數(shù)為8，即2s2，2p6，原子內(nèi)軌道結(jié)構(gòu)，K層電子構(gòu)型，最大電子數(shù)為8，即2s2，2p6，原子內(nèi)軌道電子構(gòu)型，K層電子構(gòu)型，最大電子數(shù)為8，即2S2，2P6。最大電子數(shù)是8，即2s2，2p6。量子力學(xué)的選擇規(guī)則：n 0 l=1 j=0，1。原子能級(jí)之間的電子躍遷、原子能級(jí)之間的電子躍遷和光發(fā)射的選擇規(guī)則、K1L K2M K1K是K2

4、N KK3M L1 MLL2 MLL1是N L1、k系譜線的相對(duì)強(qiáng)度是k1: k2: k: k1: k2 100: 50: 150: 15: 5。l系譜線的相對(duì)強(qiáng)度為L1、L2、L1、L2、L3、l4、L1、l、l100、10、70、30、10、5、11、1、m2、m1、m1100、10、50、5，這里必須說明K線的波長為K=(2k)/3。、特征x射線光譜的強(qiáng)度計(jì)算，其中：c為常數(shù)；I和v分別是X射線管的工作電流和電壓；VK是臨界激發(fā)電位，常規(guī)吸收的吸收公式，I=I0 e -x (Beer-Lambert)，其中：質(zhì)量衰減系數(shù)cm2/g密度g/cm3 x，輻射通過吸收體的光程cm的線性衰減系數(shù)

5、1/cm，(比倫伯格定律)，X射線的光電吸收，特征X射線光電效應(yīng)產(chǎn)生的電子是吸收的最大貢獻(xiàn)者，其他光子(俄歇電子)，特征X射線光子，熒光產(chǎn)生的光發(fā)射引起的光電吸收，=，發(fā)射光子數(shù)，光電離引起的內(nèi)層空穴，光電效應(yīng)引起的光發(fā)射的熒光產(chǎn)額與原子序數(shù)有關(guān)，并隨著原子序數(shù)的減少而減少。NK表示單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的k層空位的數(shù)量；Nk，nk，nk1是每單位時(shí)間產(chǎn)生特征線K，K K的光子數(shù)。K，計(jì)算熒光產(chǎn)額的公式，鎂原子K層光電離引起的俄歇效應(yīng)，光電吸收引起的俄歇效應(yīng)，光子在從L到K殼層的電子躍遷過程中未能從原子中逃逸出來而發(fā)射出高級(jí)電子而未被吸收的現(xiàn)象稱為俄歇效應(yīng)，也稱為內(nèi)轉(zhuǎn)換。俄歇效應(yīng)發(fā)射的伴隨線(非圖標(biāo)線

6、)、SiK、伴隨線SiSK、俄歇效應(yīng)和熒光效應(yīng)是相互競(jìng)爭的光電效應(yīng)。原子序數(shù)越小，熒光產(chǎn)率越低，俄歇效應(yīng)越高。發(fā)光元件的熒光產(chǎn)率低，俄歇效應(yīng)高。質(zhì)量吸收(衰減)系數(shù)以及入射x射線的元素(z)的質(zhì)量吸收系數(shù)()和波長之間的函數(shù)關(guān)系；它的值取決于：波長和原子序數(shù)z；吸收曲線受吸收極限和化合物質(zhì)量吸收系數(shù)的影響，其中I為元素I的質(zhì)量吸收(衰減)系數(shù)(cm2/g)，wi為元素I在化合物中的重量分?jǐn)?shù)；(化合物)=i()。wi，化合物的質(zhì)量吸收系數(shù)的計(jì)算實(shí)例，KBr，CuK的臨界吸收厚度的計(jì)算，入射光束，元素的特征輻射，臨界厚度，密度，x射線可以穿透的最大厚度稱為臨界厚度，所以當(dāng)光譜儀的提取角2為350:

7、 cm或m時(shí)，臨界厚度的計(jì)算公式。常用的臨界厚度數(shù)據(jù)，x光光子遇到原子中的電子時(shí)會(huì)散射。x射線散射、相干散射、非相干散射、散射體、入射輻射、非相干散射發(fā)生在光子遇到原子中的弛豫電子并將它們的能量轉(zhuǎn)移到電子，并改變方向離開原子時(shí)。散射強(qiáng)度隨著波長的縮短而增加。-=0.00243 (1 -cos)，非相干(康普頓)散射，銠靶線的康普頓散射，銠靶的康普頓散射強(qiáng)度隨著散射體平均原子量或質(zhì)量衰減系數(shù)的減小而增大。有機(jī)玻璃樣品散射、鉛樣品的散射、x射線的相干散射，也稱為瑞利散射和彈性散射。根據(jù)經(jīng)典電動(dòng)力學(xué)理論。原子中具有強(qiáng)束縛的電子在入射x光的電磁場(chǎng)作用下被迫振動(dòng)，并以波的形式四處傳播，形成相干散射。相干

8、散射的頻率與入射波的頻率相同。只有傳播方向不同于入射波方向。瑞利散射基本上發(fā)生在低能區(qū)和高原子量材料中。相干散射是x光晶體衍射的物理基礎(chǔ)。每個(gè)原子瑞利散射的散射截面由以下公式計(jì)算：相干散射是分光計(jì)晶體分裂的工作基礎(chǔ)，測(cè)角儀掃描元素的分析線角度是譜線的位置。因此，相干散射也是光譜分析的基礎(chǔ)。2.非相干散射(康普頓散射)具有兩種分析功能：(1)散射構(gòu)成光譜背景，尤其對(duì)微量分析有害，降低分析靈敏度；(2)散射目標(biāo)線或散射背景可用作內(nèi)十字線。內(nèi)標(biāo)法用于補(bǔ)償物理形態(tài)和基質(zhì)狀態(tài)的差異對(duì)光譜強(qiáng)度的影響，有利于分析。散射對(duì)光譜分析的影響。x光的衍射特性。晶體物質(zhì)的相干散射增強(qiáng)了同相的相干散射光子流，滿足布拉格

9、定律，即發(fā)出和衍射異相的相干散射光子。x射線衍射原理、(1)射線和衍射線與衍射平面的夾角等于k1；2.光線，衍射線與衍射平面的法線共面；在衍射方面，每個(gè)原子發(fā)射的波的相位，衍射條件，5。熒光x光激發(fā)，1。熒光x光激發(fā)，2。理論強(qiáng)度計(jì)算，3。多重?zé)晒庑?yīng)，1。熒光X射線激發(fā)，樣品熒光(初級(jí))X射線激發(fā)，1，T，入射，T2，T1，DT1，DT2，R，I，SiJ，2，1，DR，X射線強(qiáng)度計(jì)算公式，初級(jí)熒光由X射線管產(chǎn)生的初級(jí)輻射(包括連續(xù)光譜和目標(biāo)特征X射線)激發(fā)：其強(qiáng)度計(jì)算公式為：(2)次級(jí)熒光X射線由樣品中其它元素的初級(jí)熒光輻射激發(fā)。例如，F(xiàn)eNi合金：樣品中的NiK和NiK波長(0.1659納米和0.1500納米)都小于鐵的K系列吸收極限(0.1743納米)。因此，樣品中鎳的一次熒光可以激發(fā)鐵的二次熒光。強(qiáng)度(單色激發(fā))的計(jì)算公式為：多色激發(fā)強(qiáng)度的計(jì)算公式為：三級(jí)熒光強(qiáng)度的計(jì)算公式為，三級(jí)熒光是樣品中共存元素相互激發(fā)產(chǎn)生的二級(jí)熒光輻射發(fā)出的。其強(qiáng)度計(jì)算公式為：其中：F2是一個(gè)非常復(fù)雜的函數(shù)，這里不再描述。熒光激發(fā)概述，x光管是第一激發(fā)源；樣品是復(fù)雜的熒光發(fā)射源。共存元素的熒光輻射是樣品熒光的第二激發(fā)源。2.樣品中共存元素發(fā)出的初級(jí)熒光是由x光管的多色輻射激發(fā)的。3.共存元素發(fā)出的次級(jí)熒光由初級(jí)熒光激發(fā)。三級(jí)熒光由共存元素發(fā)射