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1、06:40:56一、概述 generalization X-射线：波长0.00150nm；X-射线的能量与原子轨道能级差的数量级相同；X-射线光谱X-射线荧光分析 X-射线吸收光谱 X-射线衍射分析 X-射线荧光分析 利用元素内层电子跃迁产生的荧光光谱，应用于元素的定性、定量分析；固体表面薄层成分分析；06:40:56 电子能谱分析电子能谱分析紫外光电子能谱 X-射线光电子能谱 Auger电子能谱 利用元素受激发射的内层电子或价电子的能量分布进行元素的定性、定量分析；固体表面薄层成分分析；06:40:56 共同点(1)属原子发射光谱的范畴；(2)涉及到元素内层电子；(3)以X-射线为激发源；(
2、4)可用于固体表层或薄层分析 06:40:56二、X射线与X射线光谱 X-ray and X-ray spectrum1.初级X射线的产生 X-射线：波长0.00150nm的电磁波；0.0124 nm；(超铀K系谱线)(锂K系谱线)高速电子撞击阳极(Cu、Cr等重金属)：热能(99%)+X射线(1%)高速电子撞击使阳极元素的内层电子激发；产生X射线辐射；06:40:562.X射线光谱（1）连续X射线光谱 电子靶原子，产生连续的电磁辐射，连续的X射线光谱；成因：大量电子的能量转换是一个随机过程，多次碰撞；阴极发射电子方向差异，能量损失随机；06:40:56（2）X射线特征光谱特征光谱产生：碰撞跃
3、迁(高)空穴跃迁(低)特征谱线的频率：R=1.097107 m-1,Rydberg常数；核外电子对核电荷的屏蔽常数；n电子壳层数；c光速；Z原子序数；不同元素具有自己的特征谱线定性基础。06:40:57跃迁定则：(1)主量子数 n0(2)角量子数 L=1(3)内量子数 J=1，0J为L与磁量子数矢量和S；n=1,2,3，线系,线系,线系；LK层K；K1、K2 MK层K；K1、K2 NK层K；K 1、K 2M L 层L；L1、L2NL层L；L 1、L 2 NM层M；M1、M2 06:40:57特征光谱定性依据LK层；K 线系；n1=2，n2=1；不同元素具有自己的特征谱线 定性基础；谱线强度定量
4、；06:40:57三、X射线的吸收、散射与衍射 absorption,diffuse and diffraction of X-ray1.X射线的吸收 dI0=-I0 l dl l：线性衰减系数；dI0=-I0 m dm m：质量衰减系数；dI0=-I0 n dn n：原子衰减系数；衰减系数的物理意义：单位路程(cm)、单位质量(g)、单位截面(cm2)遇到一个原子时，强度的相对变化（衰减）；符合光吸收定律：I=I0 exp(-l l)固体试样时，采用 m=l/（：密度）；06:40:57X射线的吸收 X射线的强度衰减：吸收+散射；总的质量衰减系数m：m=m+mm：质量吸收系数；m：质量散射系
5、数；NA：Avogadro常数；Ar：相对原子质量；k：随吸收限改变的常数；Z：吸收元素的原子序数；：波长；X射线的；Z，越易吸收；，穿透力越强；06:40:58元素的X射线吸收光谱 吸收限(吸收边)：一个特征X射线谱系的临界激发波长；在元素的X射线吸收光谱中，质量吸收系数发生突变；呈现非连续性；上一个谱系的吸收结束，下一个谱系的吸收开始处；能级(MK),吸收限(波长)，激发需要的能量。06:40:582.X射线的散射 X射线的强度衰减：吸收+散射；X射线的；Z，越易吸收，吸收散射；吸收为主；，Z；穿透力越强；对轻元素N,C,O，散射为主；(1)相干散射(Rayleigh散射，弹性散射)E 较
6、小、较长的X射线 碰撞(原子中束缚较紧、Z较大电子)新振动波源群（原子中的电子）；与X射线的周期、频率相同，方向不同。实验可观察到该现象；测量晶体结构的物理基础；X射线碰撞 新振动波源群 相干散射06:40:58（2）非相干散射Comptom 散射、非弹性散射；Comptom-吴有训效应；X射线非弹性碰撞，方向，变反冲电子波长、周相不同，无相干=-=K(1-cos)K 与散射体和入射线波长有关的常数；Z，非相干散射；衍射图上出现连续背景。06:40:583.X射线的衍射 相干散射线的干涉现象；相等，相位差固定，方向同，n 中n不同，产生干涉。X射线的衍射线：大量原子散射波的叠加、干涉而产生最大
7、程度加强的光束；Bragg衍射方程：DB=BF=d sin n=2d sin 光程差为 的整数倍时相互加强；06:40:58Bragg衍射方程及其作用 n=2d sin|sin|1；当n=1 时，n/2d=|sin|1，即 2d；只有当入射X射线的波长 2倍晶面间距时，才能产生衍射Bragg衍射方程重要作用：(1)已知，测角，计算d；(2)已知d 的晶体，测角，得到特征辐射波长，确定元素，X射线荧光分析的基础。06:40:58内容选择第一节 X射线与X射线光谱分析X-ray and X-ray spectrometry第二节 X射线荧光分析X-ray fluorescence spectrometry第三节 X射线衍射分析X-ray diffraction analysis第四节 X射线光电子能谱X-ray electron spectroscopy结束