Рентгеновские лучи характеристическое излучение

Исследование радиоактивного распада позволило обнаружить два дополнительных ядерных процесса, приводящих к электромагнитному излучению. В некоторых случаях ядро поглощает один из орбитальных электронов. Процесс этот наиболее вероятен для ближайшей к ядру /С-оболочки и Потому называется (-захватом. В результате этого процесса заряд ядра становится на единицу меньше исходного. Электроны на орбитах перестраиваются так, чтобы структура оболочки соответствовала новому атому. В процессе перехода в стабильное состояние происходит испускание характеристических рентгеновских лучей (такое излучение дает радиоактивный хром Сг ). [c.453]

Хотя изложение основ рентгеноструктурного анализа не является задачей этой книги, упомянем здесь об интерференционном методе исследования кристаллов, в котором используют дискретные рентгеновские спектры характеристические лучи) — резкие пики, появляющиеся на сплошном фоне рентгеновского излучения при больших ускоряющих потенциалах. Кристаллографическими исследованиями было установлено, что в любом кристалле можно обнаружить определенные плоскости, в которых атомы или ионы, составляющие его решетку, упакованы наиболее плотно. Такие плоскости отражают монохроматическое рентгеновское излучение, и, следовательно, может происходить интерференция волн, отраженных различными плоскостями. Очевидно, что усиление отраженной волны произойдет лишь под вполне определенным углом 0 (рис. 6.78). Если разность хода (А = АО + ОВ) равна целому числу длин волн, то [c.351]

Характеристические лучи разных химических элементов периодической системы также имеют длины волн того же порядка. Каждый элемент может испускать несколько групп характеристических лучей, причем жесткость последних возрастает по мере перехода к элементам с большим атомным номером. Если сравнить между собой жесткие характеристические лучи, то мы получим следующие длины волн для Mg 0,95, для Ее 0,17, для Ag 0,05, для W 0,018 нм и для самого тяжелого элемента — урана 0,01 нм. Столь короткая длина волны и соответственно огромная частота приводят к тому, что на первый план выступает корпускулярный (квантовый) характер рентгеновского излучения. Поэтому требуются специальные, трудно осуществимые условия опыта, при которых волновой характер рентгеновских лучей проявляется отчетливо. Тем не менее, за последние годы здесь были достигнуты большие успехи. Познакомимся с несколькими основными фактами из этой области — оптики рентгеновских лучей. [c.414]

Варьируя длину волны рентгеновского излучения, можно наблюдать также и аномальную дисперсию рентгеновских лучей вблизи характеристических частот вещества, которые интерпретируются, следовательно, как собственные частоты электронов, связанных с атомом более жестко, чем оптические электроны.. [c.563]

Однако если энергия Е, освобождаемая при ядерном переходе, меньше энергии связи /(-электрона, то конверсия на /С-электронах становится энергетически невозможной и наблюдается конверсия на L-электронах и т. д. Из самого характера явления следует, что конверсионное излучение должно всегда сопровождаться испусканием характеристических рентгеновских лучей и электронов Оже . [c.169]

Источником рентгеновских лучей для структурного анализа служат электронные отпаянные трубки (табл. 5.10). На анод этих трубок нанесен слой определенного металла (Сг, Ре, Со, N1, Си, Мо, Ag). Используется характеристическое излучение К-серии, В ряде случаев применяют фильтры, чтобы исключить излучение Яд (табл. 5.11) или монохроматоры (табл. 5.12). Дифрагированное излучение (дифракционная картина) регистрируется либо на рентгеновскую фотопленку (табл. 5.13), либо с помощью детекторов, в которых используется ионизационное или сцинтилляционное действие рентгеновских лучей (табл. 5.14). [c.116]

Аппаратура. Давно известно, что при облучении образца электронным пучком возникает рентгеновское излучение на фон сплошного спектра рентгеновских лучей накладываются линии, являю щ иеся характеристическими для элементов, входяш их в состав образца. Идентифицируя эти линии эмиссионного спектра, можно определить присутствующие элементы, а измерения интенсивности выбранных линий могут использоваться для очень точного количественного анализа при сравнении с таковыми для эталонных образцов. [c.391]

В первоначальных приборах различные участки подводили под электронный зонд с помощью механического перемещения образца, а выбор участка производился с помощью оптического микроскопа, встроенного в систему. Теперь наиболее употребительна методика сканирования электронного пучка. Рентгеновские лучи генерируются серией точек во время каждой строчки или кадра, а рентгеновский сигнал фиксируется счетчиком, усиливается и преобразуется в луч, который попадает на экран синхронно со сканированием зонда. При использовании пропорционального счетчика регистрирующая система может быть настроена (с помощью амплитудного анализатора) только на регистрацию интересующего нас характеристического излучения тогда экран электронно-лучевой трубки покажет распределение одного элемента по поверхности, как на фиг. 27 [29]. Длр получения количе -ственных данных сканирующий луч может быть остановлен в любой точке, после чего измеряется интенсивность некоторых выбранных линий. Другой путь — зонд можно сканировать по образцу вдоль определенной линии, а сигнал отклоняет второй луч двухлучевой электронно-лучевой трубки. Чаще всего тем не менее для облегчения предварительного исследования оптический микроскоп сохраняют и в сканирующих приборах. [c.392]

Таким образом, результат аналогичен позитронному излучению в том смысле, что (Z) - (Z—1) и испускается нейтрино (р + е- п) + V. Однако имеются два существенных различия. Излучение позитронов сопровождается непрерывным спектром нейтрино, в то время как захват электрона дает линейчатый спектр нейтрино. Эти нейтрино также были предметом интенсивного исследования, но никогда не были обнаружены непосредственно. Однако наблюдалась ожидаемая отдача остаточного ядра, сопровождающая излучение v при захвате электрона. Поскольку электронный захват удаляет внутренний атомный электрон, то за этим процессом следует излучение характеристических рентгеновских лучей [c.29]

В рентгеновских дифракционных экспериментах обычно используют характеристическое Ка-излучение атомов со средними атомными весами с длинами волн от 2,28 А для хрома до 0,71 А для молибдена, причем наиболее часто используется излучение атомов меди с длиной волны 1,54 А, а точнее, дублет Ка, и Ка с длинами волн соответственно 1,537 и 1,541 А. Излучение от обычной рентгеновской трубки в дополнение к указанным сильным максимумам содержит также одну или несколько линий К,в с более короткими длинами волн, несколько слабых длинноволновых линий Ь-серии, несколько слабых линий, возникающих из-за наличия примесей или загрязнений на аноде рентгеновской трубки, и непрерывного фона белого излучения. Этот фон имеет резкую границу при длине волны, соответствующей коротковолновому пределу, для которого энергия испускаемого рентгеновского луча кс/Х равна энергии электронов возбуждающего электронного пучка еЕ, проходит через максимум и затем уменьшается с увеличением длины волны. Искажение дифракционной картины указанным примесным излучением можно уменьшить, используя различные монохроматизирующие устройства, включая поглощающие фильтры, кристаллические монохроматоры и селективные энергетические детекторы. [c.82]

Дальнейшее усложнение возникает в связи с наличием конечного интервала длин волн для каждого реального источника. Для рентгеновских лучей естественная полуширина линий характеристического излучения имеет порядок 10 к или больше. При дифракции нейтронов, поскольку используемое излучение выбирается из широкого распределения белого излучения, интервал длин волн можно расширить, чтобы увеличить полную интенсивность падающего излучения. Для электронов излучение обычно значительно более монохроматично с шириной около 10 . [c.122]

Падающие пучки электронов могут возбуждать электроны внутренних оболочек атомов. Именно так получаются рентгеновские лучи в рентгеновских трубках. Кроме характеристических рентгеновских лучей или белого тормозного излучения, такое возбуждение может привести к эмиссии оже-электронов, которые имеют энергии, характерные для данного сорта атомов. В то время как характеристические рентгеновские лучи и оже-электроны являются важным средством исследования химического состава материалов, ни одно из этих излучений не дает заметного вклада в фон электронограмм или в коэффициенты поглощения электронов в твердых телах. В этом смысле значительно более важную роль играет возбуждение электронов внешних оболочек, или валентных электронов. [c.270]

Для рентгеновских лучей и нейтронов главный эффект поглощения обычно не дает вклада в дифракционную картину. Падающие рентгеновские лучи могут возбудить электроны внутренних оболочек атомов образца, теряя при этом большую часть своей энергии. Характеристическое излучение, испускаемое возбужденными атомами, обычно отфильтровывается. Как было показано в гл. 4, амплитуды атомного рассеяния для атомов образца в результате становятся комплексными и состоят из действительной и мнимой частей / =/о +Г + Мнимая часть связана с поглощением. Например, рассеянное излучение в направлении падающего луча дает смещение по фазе на я/2 и амплитуду в электронных единицах фо + /(0)- Следовательно, /" (0) вычитается изт о и, таким образом, уменьшается интенсивность падающего излучения. [c.280]

Рентгеновские лучи, падающие на материал, обладают хроматической когерентностью вдоль направления волнового вектора к, которая определяется естественной шириной линии характеристического излучения ДХ. Например, для /(а-линии медного излучения относительная ширина ДХ/Х порядка 10 % что соответствует значению длины хроматической когерентности /у = Х ДХ 10 см [98]. В направ- [c.238]

Кроме характеристического излучения материала анода, рентгеновские лучи, выходящие из трубки, часто содержат загрязнения (паразитное излучение), связанные с примесями в материале анода и распылением отдельных частей трубки. [c.62]

Снова обращаясь к фиг. 14.1, предположим, что данный электронный пучок, который возбуждает характеристическое рентгеновское излучение, падает в точку Р, но к точкам Р или Р" уже не проходит. Тогда, используя представление о ходе лучей простой геометрической оптики (что корректно, поскольку размеры рассматриваемого кристалла являются достаточными для определения направлений распространения и локализации пучка с необходимой точностью), мы видим, что дифрагированный луч D , обусловленный излучением из точки Р, не компенсируется ослабленным прошедшим лучом из точки Р. Уменьшение интенсивности прошедшего луча Т/Г из точки Р не компенсируется дифрагированным пучком излучения, вышедшего из точки Р". Следовательно, в том месте, где фотопластинку пересекают Тг, будет темная линия, а где ее пересекает D , будет белая линия. Эти линии разделены расстоянием, которое зависит от того, насколько точки Р и Р" удалены от Р. Для уточнения этой кинематической трактовки мы можем учесть затухание прошедшего и дифрагированного лучей за счет процессов поглощения и интерференции (эффект экстинкции ), В результате относительные интенсивности этих пучков будут зависеть от расстояний, которые они проходят в кристалле и которые в общем не одинаковы. [c.317]

РЕНТГЕНОВСКИЕ ЛУЧИ — электромагнитное излучение, занимающее широкий диапазон длин волн от 800 A (8 10 в см) до 0,0001 А (10 2 м). В зависимости от механизма возникновения Р. л. при взаимодействии заряженных частиц или фотонов с атомами вещества рентгеновские спектры имеют непрерывный или линейчатый характер. Длины волн и интенсивность линейчатого характеристического спектра Р. л. однозначно определяются атомным номером Z элемента и электронной структурой атомов. Длины волн спектральных линий определяются соотношением hv = Ei — Ef, где Ei и Ef — энергии связи электронов на начальном и конечном уровнях электронного перехода (см. Атом, Моали закон, Спектры рентгеновские). Характеристич. спектр Р. л. занимает диапазон длин волн от 375 A (La — полоса Na, энергия возбуждения 55 эв) до 0,05 A ( T — линия Md, энергия возбуждения 200 кэв). [c.424]

Физическая природа у-лучей та же, что и любого электромагнитного излучения (рентгеновских лучей, ультрафиолетовых и видимых лучей и т. д.). Мягкие у-лучи, т. е. у- хучи с энергией примерно до 10 эе, ничем не отличаются от рентгеновского характеристического излучения, кроме своего происхождения. Это излучение было названо у-лучами еще в ранний период изучения естественной радиоактивности в отличие от а- и р-лучей, отклоняющихся в электрическом и магнитном полях. В настоящее время иногда термин у-лучи используется для обозначения электромагнитного излучения любого происхождения, если энергия его квантов больше 100 кэв. [c.250]

Принцип работы растроюго электронного микроскопа заключается в том, что, изменяя длину волны электронов, можно вызвать и зафиксировать или характеристическое рентгеновское излучение микрообъемов поверхности о кта, или поток вторичньк электронов. Изображение в растровом микроскопе дается на экране катодно-лучевой трубки и синхронизировано со сканированием поверхности образца электронным лучом. Таким образом, на экране можно получать изображения сканируемого участка поверхности в рентгеновских лучах, поглощенных или отраженных электронах, а также получать, используя эталоны элементов, их концентрационную кривую вдоль линии сканирования. [c.44]

Локальность РСМД, т. е. эффективный объем вещества, в котором возбуждается характеристическое рентгеновское излучение, определяется в первую очередь диаметром зонда на образце. При анализе монолитных образцов линейная локальность (диаметр пятна на образце) не может быть лучше 1—2 мкм. Это объясняется тем, что электроны успевают пройти в образце расстояние 1—3 мкм прежде, чем их энергия станет недостаточной для генерации характеристического рентгеновского излучения. Согласно Кастену эффективный размер пятна из-за рассеяния электронов определяется выражением 5 = 0,033( — где Ео и Ек, выраженные в кэВ, соответственно энергия падающих на образец электронов, определяемая заданным ускоряющим напряжением, и энергия возбуждения характеристического рентгеновского излучения элемента с атомным номером Z и атомной массой А- р — плотность образца. Размер пятна существенно зависит от энергии электронов. Так, для чистого алюминия ( и=1,5 кэВ) размер пятна равен 6 мкм при о = 30 кэВ и 1,5 мкм при о = Ю кэВ. Обычно работают при напряжениях в интервале 10—20 кВ. Нецелесообразно уменьшать диаметр зонда до величин, меньших 0,3—0,5 мкм, так как при заданном ускоряющем напряжении пучки меньшего диаметра из-за рассеяния электронов будут возбуждать рентгеновские лучи с той же эффективной площади образца. Количественный РСМД можно проводить при размерах фаз 5 мкм. Минимальный объем частиц в экстракционных репликах, которые удается анализировать на микрозонде, составляет 0,2— 0,3 мкм . На электронном микроскопе-микроанализаторе (ЭММА) в экстракционных репликах или в фольгах определялся состав равномерно распределенных частиц с минималь- [c.146]

Как для рентгеновских лучей, так и для электронов, фон диффузного рассеяния и поглощение энергии, приводящие к уменьшению интенсивности резких брэгговских отражений,возникают прежде всего из-за неупругого рассеяния падающего излучения на электронах в кристалле. Представление амплитуды атомного рассеяния рентгеновских лучей в виде суммы действительной и мнимой частей, связанное с возбуждением электронов внутренних электронных оболочек, обсуждалось в гл. 4. Мнимая часть амплитуды рассеяния определяет коэффициент поглощения, который может бьгть весьма значительным для длин волн падающего излучения, меньших длины волны края поглощения, т.е. когда падающие кванты обладают достаточной энергией для того, чтобы выбить электрон из одной из внутренних оболочек. В этом случае на дифракционной картине появляется диффузный фон благодаря возникновению характеристического излучения от атомов образца. [c.269]

В 1934 г. в первоначальных наблюдениях Косселя и др. [262] и ранее, в 1922 г., в отчасти спорной работе Кларка и Дьюэйна [551 антикатод в рентгеновской трубке был сделан из монокристалла. Характеристические рентгеновские лучи, возбужденные падающим электронным пучком, дифрагировали затем в кристалле, давая картину линий Косселя на фотопластинке. Картину, полученную Фогесом [383] в 1936 г. от монокристалла меди, позднее воспроизвел Джеймс [232 ]. Аналогичные картины, но с использованием не электронов, а рентгеновских лучей для возбуждения флуоресцентного рентгеновского излучения в кристалле получал Боррман [38]. Во всех этих случаях картины наблюдали с той же стороны кристалла, на которую падали электроны или рентгеновские лучи, но с тонким кристаллом возможна также геометрия на прохождение. [c.313]

Основное достоинство растровых электронных микроскопов состоит в том, что с их помошью можно очень быстро изучить большое число образцов, так как подготовка их весьма несложна, исследованию подвергаются практически обычные металлографические шлифы. Растровые электронные микроскопы, снабженные детектором возбуждаемого в образце рентгеновского излучения, используются для локального рентгеноспектрального количественного анализа микроучастков образца. Такие приборы иначе называют рентгеноспектральными м и к р о а н а л и 3 а т о р а м и или м и к р о з о н д я. м и. Характеристическое рентгеновское излучение, возбужденное в точке, на которую воздействует электронный зонд, попадает на кристалл-анализатор, разлагающий рентгеновское излучение в спектр. Из этого спектра можно выделить линии, характерные для заданного химического элемента. По интенсивности линий по отношению к эталонному образцу можно определить содержание данного элемента в исследуемом участке образца. Этот же сигнал, показывающий интенсивность линий характеристического спектра какого-либо элемента, можно направить в видеоблок и при сканировании электронного зонда по поверхности образца получить растровое изображение в рентгеновских лучах. При таком изображении яркость отдельных участков будет пропорциональна содержанию выбранного компонента сплава. 1Че-тод позволяет исследовать участок размером до 3— 5 мкм, чувствительность определения концентраций доходит до 0,1—0,5%. [c.54]

Данный микроскоп позволяет видеть на экране кинескопа изображение поверхности объекта, обегаемой электронным зондом, и одновременно анализировать рентгеновское характеристическое излучение, возникающее в той или иной точке объекта, заинтересовавшей исследователя, или даже получать изображения той же поверхности как бы в рентгеновых характеристических лучах того или иного элемента, т. е. наблюдать картину распределения элементов в структуре объекта [17]. Широкое применение растрового микроскопа в будущем не вызывает сомнений. [c.168]

Рентгенонские лучи, проникающие в вещество, частично поглощаются. Часть падаю1цих лучей рассеивается атомами облучаемого материала, тогда как другая часть ионизирует атомы, выбивая из них электроны с относительно низких энергетических уровней. Это вызывает эмиссию характеристических рентгеновских лучей этими атомами, которые составляют флуоресцентное излучение погло]цающего материала. [c.23]

Кроме белого рентгеновского излучения, которое возникает при любых малых скоростях движения электронов и на любых анодах, каждый химический элемент, применённый в качестве анода, испускает свой собственный характеристический рентгеновский спектр, накладывающийся на спектр торможения. Характеристический спектр в отличие от спектра торможения является не сплошным, а состоящим из нескольких серий волн с характерными для каждого данного элемента длинами волн и минимальными напряжениями возбуждения (в кв), при которых эти характеристические рентгеновы лучи возникают. На суммарной спектральной кривой длины волн характеристического спектра отличаются резкими максимумами интенсивности. [c.154]

Спектры характеристического рентгеновского излучения (спектры испускания) и спектры характеристической абсорбции (спектры поглощения) рентгеновых лучей составляют экспериментальную основу современного учения о строении атомов химических элементов, объединяемых периодической системой Менделеева [8, 4] [c.156]

Если мы имеем один монокристалл (см. стр. 156), то для получения отражения от какой-либо плоскости (кк1) этот кристалл надо облучать белым" рентгеновским излучением, в составе которого всегда найдётся такая длина волны X, которая будет удовлетворять уравнению (19). В методе порошков (Дебая-Шеррера) применяется не белое, а монохроматическое (характеристическое, см. стр. 154) излучение и в качестве образца не один монокристалл, а порошок (или другой агрегат), состоящий из множества мельчайших монокристалликов величиной не более 10 см, беспорядочно ориентированных в пространстве. В виде образца для исследования в случае пластичных металлов или сплавов может служить проволочка диаметром 0,2-0,5 мм и длиной около 5— 7 мм. Если пропускать параллельный пучок рентгеновых лучей через такой порошковый образец О (фиг. 56), то в нём всегда найдётся большое число монокристальных крупинок, в которых данная плоскость (кк1) будет ориентирована по отношению к направлению луча под брэгговским углом 6. В то же время все эти попадающие под условие отражения плоскости (Нк11 не будут параллельны между собой в различных крупинках, поэтому в сумме все отражённые лучи дадут конус отражения с характерным для данной плоскости кк1) [c.166]

Характеристическое рентгеновское излучение Ка каждого элемента в действительности состоит из двух линий—КохИ K t так называемого -дублета. Когда период решетки однороден, при больших углах линии дублета разделены. Если образец хорошо отцентрирован и не слишком сильно поглош,ает лучи, период решетки, вычисленный по каждой линии, должен быть одинаков, с точностью, непрерывно повышающейся при возрастании угл1а в от О до 90°. В действительности образцы поглощают часть рентгеновских Л1учей, а конструкция камеры никогда не бывает совершенной можно показать, что в результате этого для каждой линии получаются несколько различающиеся периоды решетки. К счастью, этот источник ошибок может быть устранен методами экстраполяции [135], и при благоприятных условиях таким способом периоды решетки могут быть определены с точностью до 0,002%. [c.253]

Электроннолучевой микрозонд. Устройство, в котором остросфокусированный луч (10 нм 0 1 мкм) зондирует образец по принципу сканирования и регистрирует возникающие при этом сигналы, источниками которых являются вторичные электроны электроны обратного рассеяния абсорбированные электроны просвечивающие электроны оже-электроны характеристическое рентгеновское излучение рентгеновское тормозное излучение люминесцентное свечение электрические токи (в полупроводниках). [c.160]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...