复旦大学：《谱学导论》课程PPT教学课件（下）X射线衍射与荧光光谱（Ⅹ射线的产生、性质及特点）

@射线行射与艾光光谱 第七章X射线衍射与文光光谱 X射线波长的电磁波 称为高能光子) 阴极射线实验 1895年伦琴( Roentgen)

第七章 X射线衍射与荧光光谱 (短波长的电磁波， X射线 或称为高能光子) 阴极射线实验 1895年伦琴（Roentgen）

射线粉猁与荧光谱 发展了X射线 的衍射理论 构识开 的物创 新质了 纪微人 元观类 1912年劳埃(Laue) 结认 x射线的发现和应用 X射线衍射学X射线光谱学结晶化学固体物理结构生物学

发展了X射线 的衍射理论 X射线衍射学 X射线光谱学 结晶化学 固体物理 结构生物学 X射线的发现和应用 1912年劳埃（Laue） 开 创 了 人 类 认 识 物 质 微 观 结 构 的 新 纪 元

@射线行射与艾光光谱 X射线的发现和广泛应用是廿世纪科学发展 中最伟大成就之 围绕X射线发现、1901年伦琴(英) 获诺贝尔物理奖 发展和应用而1914年埃(德) 诺贝尔物理奖 进行科研工作1915年布拉格于(英)贝尔物理奖 的科学家获诺96年确(英/)我谱贝尔化学奖 贝尔奖的就有192魏3 诺贝尔生物奖 近卅人之多 1964年奇金(英/埃)诺贝尔化学奖 1985年豪普特曼等2人获诺贝尔化学奖 X射线衍射法结构测定 X射线荧光光谱成分分析

X射线的发现和广泛应用是廿世纪科学发展 中最伟大成就之一 围绕X射线发现、 发展和应用而 进行科研工作 的科学家获诺 贝尔奖的就有 近卅人之多 X射线衍射法结构测定 X射线荧光光谱成分分析 1901年 伦琴(英) 获诺贝尔物理奖 1914年 劳埃(德) 获诺贝尔物理奖 1915年 布拉格父子(英) 获诺贝尔物理奖 1936年 德拜(英/荷) 获诺贝尔化学奖 1962年 奥森等3人 获诺贝尔生物奖 1964年 霍奇金(英/埃) 获诺贝尔化学奖 1985年 豪普特曼等2人 获诺贝尔化学奖 … … … …

@射线行射与艾光光谱 §71X射线的产生、性质及特点 7.11X射线的产生及性质 10-4Pa 射线→A=1-104pm 冷却水 30mA 压0a 极 X光子一E=124×104~124eV 104kV 热阴极滤光片 常用于结构测定 入=50-250pm E=248×102~9960eV 连续X射线 特征X射线

§7.1 X 射线的产生、性质及特点 7.1.1 X射线的产生及性质 X射线→λ=1~104 p m X光子 =124×104 → ~124 e V 常用于结构测定 λ=50~250 p m =248×102  ~9960 e V ~ 10-4Pa ~ 30mA ~ 104kV 连续 X 射线 特征 X 射线 阳极 滤光片 冷却水 i 热阴极 高 压 电 源 稳 流 电 源 电 子 器 件 + - v +

@射线行射与艾光光谱 Cooling wate 光 Meta target 管 刁 X-rays Beryllium 图 window

X 光管示意图

射线与效光谱 1.连续X射线 Cu靶产生的X射线谱 白色射线 a 特征×射线 234500 E= my2=ek mn=hc/E=hce=r(伏ypm

1. 连续 X 射线 Cu 靶 产 生 的 X 射 线 谱 E = mv2 = eV min = hc/E= hc/eV = pm 白 色 射 线 (伏） 1234500 2 V 1 特 征X 射 线

@射线行射与艾光光谱 2.特征X射线 Cu (Kas 154.056pm; (Ka2) 154.439pm; 平均(Ka): 154.8pm 2P (KB): 139.222pm S-A

2. 特征X射线 Cu（K1）： 154.056pm； （K2）： 154.439pm； 平均（K）： 154.18pm （K）： 139.222pm

@射线行射与艾光光谱 7.12X射线与物质的相互作用 X射线→波长短,穿透能力强 透射(大部分):因为波长短,透射力强 X射线→物体吸收(部分):满足比尔-朗伯定律 反射(小部分) 比尔-朗伯定律I=Ie叫 其中I和分别是入射和出射强度, 1是物体厚度,μ为线性吸收系数, uaZ4n(指数n=25~3)

7.1.2 X射线与物质的相互作用 X射线 →物体      − 反射（小部分） 吸收（部分）：满足比尔 朗伯定律 透射（大部分）：因为波长短，透射力强 X射线→波长短，穿透能力强 比尔-朗伯定律 I = Ioe -l ， 其中Io和I分别是入射和出射强度， l是物体厚度，为线性吸收系数， Z4 n（指数n=2.5~3）

@射线付射与效光光谱 靶子材料的特征浪长及滤色片的选用 滤色材料(原子序|K临界吸收波长「滤色片厚度要求 靶子(原子序数)ka波长(pm) 数) 铬Cr(24) 229.09 钒V(23) 209.6 15.3 铁Fe(26) 193.73 锰Mn(25) 189.6 15.1 镍Ni(28) 16591 钻Co(27) 158.4 12.0 铜Cu(29) 154.18 镍Ni(28) 148.8 158 钥Mo(42) 71.07 锆Zr(40) 68.9 3.0 银Ag(47) 56.09 钯Pd(46) 50.9 41.0 号 选择比靶子元素低一至二个原 子序数的元素作为滤色片材料

靶子材料的特征波长及滤色片的选用 靶子（原子序数） K 波长（pm） 滤色材料（原子序 数） K 临界吸收波长 （pm） 滤色片厚度要求 （m） 铬 Cr（24） 229.09 钒 V（23） 209.6 15.3 铁 Fe（26） 193.73 锰 Mn（25） 189.6 15.1 镍 Ni（28） 165.91 钴 Co（27） 158.4 12.0 铜 Cu（29） 154.18 镍 Ni（28） 148.8 15.8 钼 Mo（42） 71.07 锆 Zr（40） 68.9 3.0 银 Ag（47） 56.09 钯 Pd（46） 50.9 41.0 选择比靶子元素低一至二个原 子序数的元素作为滤色片材料

@射线行射与艾光光谱 吸收的X射线与物质粒子作用的二种效应 非散射效应:光电效应(产生光电子和Y光) 吸收 散射效应不相干散射(有能量交换 ∫反冲电子 波长和方向改变的次生射线 相干散射(没有能量交换)位相,波长不变,改变方向的次生X射线 与本章内容有关的是: X射线荧光产生的机理 相干次生X射线产生的机理

吸收的X射线与物质粒子作用的二种效应                相干散射（没有能量交换）位相，波长不变，改变方向的次生 射线 波长和方向改变的次生 射线 反冲电子 不相干散射（有能量交换） 散射效应 非散射效应：光电效应（产生光电子和 荧光） 吸收 X X X 与本章内容有关的是: X射线荧光产生的机理 相干次生X射线产生的机理