第一篇衍射分析课件.ppt

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1、第一篇衍射分析第1页，此课件共18页哦第一章 X射线衍射分析X射线物理学基础X射线运动学衍射理论（衍射方向）X射线运动学衍射理论（衍射强度）X射线衍射方法X射线衍射分析的应用第2页，此课件共18页哦1 X射线的产生及本质第3页，此课件共18页哦一、X射线衍射学的发展简史1895年，德国物理学家伦琴发现了X射线 几个月后医学界用它诊断治病 X射线 工程上用于金属材料、机械零件探伤 透射学1912年，德国物理学家劳埃发现了X射线在晶体中的衍射现象，揭示X射线的本质仍是电磁波，同时证实了晶体的结构，开始了X射线衍射学方面的应用。第4页，此课件共18页哦二、X射线的产生 凡是高速运动的带电粒子被突然减

2、速时便产生X射线。常用粒子是电子。X射线管产生X射线的装置：第5页，此课件共18页哦三、X射线的本质X射线的本质是电磁波，又称电磁辐射。具有波动性，用参量描述：波长或波数、频率、相位；具有微粒性，用参量描述：光子能量和光子动量。波动性和粒子性是统一的，统一在关系式：h h/X射线在电磁波谱中的位置：长波部分：射频波（无线电波）和微波。中波部分：紫外线、可见光和红外线。短波部分：X射线、和射线以及宇宙射线。第6页，此课件共18页哦2 X射线谱第7页，此课件共18页哦一、连续辐射及连续X射线谱连续辐射：经典电磁理论认为高速运动的电子与靶材相撞获得很大的负加速度，周围产生急剧变化的电磁场，即电磁辐射

3、。极大数量的电子与靶材随机碰撞，碰撞过程、条件、能量等千变万化，产生波长不同呈统计规律连续分布的X射线。称此X射线为连续X射线，又称白色X射线。第8页，此课件共18页哦连续X射线谱：（强度I波长关系曲线）每一连续谱线都有一短波限0 整个连续谱线的强度第9页，此课件共18页哦二、特征辐射及特征X射线谱特征辐射：辐射出的X射线的光量子的能量和波长为：对Z一定的原子，是一确定值，故辐射出的X射线的能量与波长也具有特征值，称特征辐射，此X射线称特征X射线，又称单色X射线。第10页，此课件共18页哦几个概念：K系特征辐射，射线M系特征辐射，射线L系特征辐射，射线产生K，L，M系特征辐射对应的加速电压不同

4、，同系各谱线按 波长顺序减少如特征谱线波长与物质原子序数遵循莫塞莱定律：第11页，此课件共18页哦特征X射线谱：特征X射线是在 某些特定波长 位置出现的叠加 在连续谱上的高 而窄的谱线。第12页，此课件共18页哦3 X射线与物质的相互作用第13页，此课件共18页哦一、X射线的散射X射线的散射：沿一定方向运动的X射线光子流与物质的电子相互碰撞后，向周围弹射的现象。相干散射：X射线光子与受原子核束缚很紧的电子发生碰撞而弹射，光子的方向改变了，但能量几乎没损失，产生波长不变的散射线。相干散射是X射线衍射分析的技术基础。非相干散射：X射线光子与原子中受原子核束缚较弱的电子发生碰撞，电子被撞离原子并带走

5、光子的一部分能量而成为反冲电子，因损失能量而波长变长的光子也被撞偏一角度2，散射波与入射波波长不同，2也不存在确定的关系，不能相互干涉，称非相干散射。第14页，此课件共18页哦二、X射线的真吸收 物质对X射线的吸收指X射线能量在通过物质时转变为其他形式的能量。1、光电效应 当入射X射线光子能量达到某一阈值可击出物 质内层电子时，产生光电效应。与此能量阈值相应的波长称为物质的吸收限。第15页，此课件共18页哦2、俄歇效应与荧光辐射 荧光辐射：入射X光子将原子内层电子击出，外层电子向内层跃迁，原子系统降低的能量以X光子的形式辐射出来，辐射出的X光子仍带有特征能量、特征波长，称二次特征辐射，又荧光辐射。荧光辐射是X射线荧光分析方法的技术基础，产生机理、特征波长与Z关系均同特征辐射。俄歇效应：入射X光子将原子内层电子击出，外层电子向内层跃迁，原子系统降低的能量被同层邻近电子或更外层电子获得，并使这个电子受激发而逸出原子成为自由电子，即俄歇电子，称俄歇效应，是X射线激发俄歇能谱分析方法的技术基础。俄歇电子能量低，作表层化学成分分析。第16页，此课件共18页哦三、X射线的衰减因X射线与物质相互作用，能量转换或损失，使X射线通过物质，沿透射方向强度显著下降的现象称X射线的衰减。第17页，此课件共18页哦综上：X射线与固体物质相互作用图解第18页，此课件共18页哦