Рассеяние рентгеновского излучения

Согласно волновой теории механизм рассеяния рентгеновского излучения объясняется возникновением вторичных электромагнитных волн в результате вынужденных колебаний электронов в атомах вещества под действием переменного электрического поля первичного пучка. При этом частота рассеянного рентгеновского излучения должна почти точно совпадать с частотой первичного излучения. Наблюдаемое же различие частот первичного и рассеянного излучений волновая теория объяснить не могла. [c.302]

Рассеяние рентгеновских лучей с волновой точки зрения связано с вынужденными колебаниями электронов вещества, так что частота рассеянного света должна равняться частоте падающего. Тщательные измерения Комптона показали, однако, что наряду с излучением неизменной длины волны в рассеянном рентгеновском излучении появляется излучение несколько большей длины волны. [c.653]

Из предыдущего изложения следует, что квантовые свойства должны наиболее отчетливо проявляться н опытах с коротковолновым излучением. К такого рода опытам относятся эксперименты с рентгеновским излучением, в частности исследование рассеяния рентгеновских лучей. Некоторые свойства рассеянного рентгеновского излучения (интенсивность, поляризация) довольно легко объясняются с волновой точки зрения, тогда как другие свойства (изменение частоты при рассеянии) могут быть объяснены только при условии, если считать, что рентгеновские лучи имеют квантовую природу. Недостаток волновой теории рассеяния рентгеновских лучей обнаруживается при изучении интенсивности рассеяния и измерения частоты рентгеновских лучей. [c.178]

Рис. 27.2. Рассеяние рентгеновского излучения на графите

В рассеянном рентгеновском излучении присутствуют как первичная длина волны Я падающего на вещество излучения, так и длина волны >/, смещенная в длинноволновую сторону. Как показывает эксперимент, величина смещения АЯ=Я —Я не зависит от длины волны рассеиваемых рентгеновских лучей и природы рассеивающего вещества, ио зависит от угла рассеяния и возрастает по мере увеличения этого угла. Зависимость от угла 0 может быть представлена формулой [c.179]

Ка, молибден) на графите. В спектре рассеянного рентгеновского излучения четко видны две линии — одна имеет такую же длину волны, что и падающее излучение (несмещенная линия отмечена на рисунке цифрой 1), тогда как другая имеет более высокую длину волны (смещенная линия отмечена цифрой 2). По вертикальной оси здесь отложена интенсивность рассеянного излучения, по горизонтальной — длина волны излучения. На рисунке приведены три спектра — для трех углов рассеяния 45, 90, 135°. Видно, что чем больше угол рассеяния, тем больше смещение ISX. [c.74]

Эффект Комптона на легких атомах можно объяснить, если рассматривать столкновения рентгеновских фотонов с электронами. В этих столкновениях фотон передает электрону часть своей энергии в результате энергия фотона, а значит, и частота излучения уменьшаются, что и объясняет появление смещенной линии в спектре рассеянного рентгеновского излучения. Электрон должен быть сравнительно слабо связан с атомным ядром, его энергия связи должна быть существенно меньше, чем та энергия, которую передает ему при столкновении рентгеновский фотон. Такой электрон можно рассматривать свободным и покоящимся до столкновения. [c.75]

Рассеяние рентгеновского излучения с длиной волны 0,24 нм на электронах наблюдается под углом 60°. Найти длину волны рассеянных под этим углом фотонов и угол рассеяния электронов отдачи. [c.46]

Для формирования первичного и ослабления рассеянного рентгеновского излучения обычно применяют коллиматоры, которые в зависимости от организации схемы сбора измерительных данных выполняются неподвижными или движущимися. [c.461]

Гониометрическое малоугловое устройство ГМУ-1 предназначено для проведения рентгеновских малоугловых исследований на дифрактометре общего назначения. Оно обеспечивает возможность регистрации картины рассеяния рентгеновского излучения вблизи первичного пучка (начиная от угла в 7 ). [c.494]

ДИФРАКЦИЯ <акустооптическая — дифракция света на неоднородностях среды, возникающих при прохождении в среде ультразвуковых волн волн — огибание волнами встречных препятствий рентгеновского излучения—рассеяние рентгеновского излучения веществом без изменения длины волны света — отклонение световых волн от прямолинейного распространения при прохождении света вблизи границ [c.229]

При рентгеноскопии должны особенно тщательно соблюдаться правила техники безопасности и нормы защиты от прямого и рассеянного рентгеновского излучения. [c.444]

По данным Бейла и Шмидта [115], интенсивность рассеяния рентгеновского излучения фрактальной пористой поверхностью определяется выражением (75), где D = 6 - D. В этом случае следует иметь в виду, что результаты, полученные методами рассеяния, следует интерпретировать как указание на шероховатость поверхности пор, а не на ее фрактал ьность [116]. [c.70]

В работе [65] были обобщены результаты рентгенографического исследования ряда веществ вблизи точки кристаллизации. При этом было установлено наличие большого сходства кривых интенсивности рассеянного рентгеновского излучения в жидкостях при температурах, близких к температуре кристаллизации, с кривыми интенсивности, полученными в кристаллах. Для различных веществ это сходство проявлялось при температурах, различно отстоящих от точки кристаллизации, но для всех веществ оно увеличивалось по мере [c.88]

Все предыдущие рассуждения были основаны на предположении, что отражающая поверхность идеально гладкая. В этом параграфе мы остановимся на влиянии шероховатости реальной поверхности зеркала на рассеяние рентгеновского излучения. Степень гладкости поверхности определяется соотношением между размерами микронеровностей поверхности и длиной волны рентгеновского излучения. При малой длине волн рентгеновского излучения, естественно, существенно ужесточаются требования к качеству поверхности по сравнению, например, с видимой областью спектра, где длина волны на два порядка больше. [c.26]

Рассмотрим теперь экспериментальные зависимости углового распределения рассеянного рентгеновского излучения. Наблюдаемые индикатрисы рассеяния часто имеют асимметричную форму. На рис. 1.6, изображающем приведенные в работе [10] индикатрисы рассеяния, хорошо видно, как по мере роста угла падения асимметрия как бы перемещается из области углов рассеяния, больших зеркального (0 = 1°), в сторону меньших углов (0 = 3°). Штриховой линией показан контур падающего на образец пучка. Индикатрисы приведены к единичной интенсивности в максимуме. Отрицательные значения А9 соответствуют углам отражения, большим зеркального. Подобные результаты получены на /Са-линии Си авторами работы [32] (рис. 1.7). Особо следует отметить эффект аномального отражения рентгеновских лучей, открытый 26 лет назад [69] и о тех пор неоднократно подвергавшийся исследованию (см. например, работу [23]). Мы не будем здесь подробно его рассматривать (обзор исследований и обсуждение их результатов можно найти в работе [5]). Для нас наиболее существенно то обстоятельство, что пик аномального отражения наблюдается при угле падения, меньшем зеркального, и интенсивность его зависит от шероховатости поверхности отражателя. [c.32]

В п. 1.4 мы говорили о возможности влияния структурных неоднородностей на рассеяние рентгеновского излучения при отражении (подробнее см. работы [5, 281). Совмещая возможности регистрации индикатрисы рассеяния и спектров отражения, можно надеяться на детальное исследование структурных дефектов в приповерхностном слое и решение связанных о ним прикладных задач. [c.40]

Все сказанное выше о связи корреляционной функции поверхности Хв (v) с дифференциальной по 0 и ф индикатрисой рассеяния Ф (0, ф) справедливо для любых длины волны Я и угла скольжения 0Q. Выбор их зависит от свойств поверхности и условий эксперимента. В следующих параграфах мы рассмотрим особенности рассеяния рентгеновского излучения. [c.62]

Таким образом, изложенная выше простая модель поверхности позволяет объяснить эффект аномального рассеяния рентгеновского излучения. Для экспериментального его наблюдения необходимо выполнение условий (2.57)—(2.59). Как показано в работе [10], форма пика аномального рассеяния хорошо описывается выражением (2.51). В то же время вне области ПВО (т. е. при 0 > 0с) теоретический расчет дает завышенные значения интенсивности рассеянного излучения. Для приближения к экспериментальным данным следует, по-видимому, использовать более сложную модель поверхности, предполагающую, например, плавное, а не скачкообразное изменение электронной плотности на границе раздела [2, 16]. [c.69]

Большинство рассматриваемых в данной главе методов определения шероховатости дают информацию о микроструктуре поверхности, по которой можно судить о качестве зеркал в рабочем диапазоне лишь косвенно, привлекая теорию рассеяния. В отличие от них метод измерения интегрального и дифференциального рассеяния рентгеновского излучения дает прямую информацию о характеристиках рассеяния и, следовательно, о качестве зеркал. Решая обратную задачу, с помощью теории рассеяния можно оценить параметры шероховатости. [c.238]

Заметим, что отличное совпадение результатов оценки светового давления с данными опыта получается лишь при строго релятивистском описании процесса. Действительно, выражение для импульса фотона /iv/ было получено использованием формул релятивистской механики. Следовате.яьно, при формулировке законов сохранения, описывающих элементарные акты, приводящие к возникновению и уничтожению фотона, нужно учитывать эффекты, предсказываемые теорией относительности. Проиллюстрируем это элементарным изложением теории рассеяния рентгеновского излучения в каком-либо веществе. [c.447]

Из приведенного расчета следует, что в результате соударения должны возникнуть свободные электроны, которые часто называют электронами отдачи. Из уравнений (8.64) легко оценить, какую долю энергии рентгеновского кванта унесет этот электрон, и связать изменение относительной интенсивности компонент рассеянного излучения со смещением АЯ. Полученные соотношения находятся в согласии с приведенными опытными данными. Следует заметить, что для не очень жесткого излучения паже при больших углах рассеяния уносимая электроном энергия составляет малую часть энергии фотона, что существенно отличает механизм данного процесса от фотоэффекта, где электрон забирал всю энергию налетающего фотона. Наличие электронов отдачи при рассеянии рентгеновского излучения было Подтверждено опытами Д. В. Скобельцына, наблюдавшего их следы (треки) в камере Вильсона. Остроумное видоизменение методики (помещение камеры во внешнее магнитное поле) позволило измерить энергии электронов. [c.449]

Область применения КЭД — расчет электронных оболочек атомов, спектров излучения и поглощения света атомами, рассеяние рентгеновского излучения, движение заряженных частиц в электрическом и магнитном полях, рассеяние электрона на электроне или позитроне и т. д. Выдающимся успехом квантовой электродинамики является объяснение отклонения магнитного момента электрона от предсказьлваемых классической электродинамикой значений. [c.179]

Длина волны рентгеновского излучения порядка размеров атомов, а их частота много больще собственных частот колебаний электронов в атомах. Поэтому рассеяние рентгеновского излучения на атомах сводится к рассеянию на отдельных электронах атомов, а поперечное сечение рассеяния на атоме является просто суммой поперечных сечений (2.5) рассеяния на электронах, входящих в атом (Стз = aZ, где Z-порядковый номер элемента), и не зависит от длины волны рентгеновского излучения. Это позволило в свое время определить число электронов в атоме. [c.25]

При анализе текстуры по полюсным фигурам, по> строенным по данным рентгеновского анализа, необходимо учитывать их ограниченность, связанную с недостаточно высокой чувствительностью метода. Интенсивность дифрагированных лучей от тех текстурных компонент, вес которых невелик, будет также малой и может оказаться незамеченной регистрирующим устройством на общем фоне рассеянного рентгеновского излучения. В результате эти слабые текстурные компоненты будут отсутствовать на полюсной фигуре. Вместе с тем роль таких слабых компонент, особенно в процессах тексту-рообразования при рекристаллизации, часто оказывается решающей. Поэтому в случаях, когда слабые компоненты могут играть важную роль, для их выявления нужно применять специальные локальные методы (например, дифракцию электронов или метод фигур травления). [c.271]

Рассеяние рентгеновского излучения слабо зависит от энергии проникающего излучения, тогда как поглощение пропорционально " . Из соотношений между сечениями поглощения и рассеяния можно получить значения ускоряющих напряжений (У на излучателе рентгеновских аппаратов, которые являются предпочтительными при проведении радиоско-пического контроля. В частности, для изделий из легких сплавов на основе алюминия и титана при I/ около 1Q0 кВ ослабление первичного пучка за счет процессов поглощения и рассеяния равновероятно, а при 1У около 300 кВ только 10 % пучка поглощается. Равновесие между поглощением и рассеянием для сплавов на основе железа наблюдается при ускоряющем напряжении 250 кВ, а соответственно небл эгопрнятное сочетание указанных характеристик при напряжении 400 кВ. Таким образом, исходя из критериев максимального качества теневого изображения и минимальной радиационной нагрузки на обслуживающий персонал, максимальные уровни ускоряющих напряжений на излучателях в радиоскопических системах контроля следует выбирать равными 100 и 250 кВ соответственно для изделий из легких сплавов и стали. [c.370]

РЕКОМБИНАЦИЯ электрона и дырки — исчезновение пары электрон проводи мости—дырка в результате перехода электрона из зоны проводимости в валентную зону полупроводника РЕКРИСТАЛЛИЗАЦИЯ—процесс образования и роста структурно более совершенных кристаллических зерен поликристалла за счет менее совершенных зерен той же фазы РЕЛАКСАЦИЯ <есть процесс установления термодинамического равновесия в макроскопической физической системе напряжений — происходящее с течением времени самопроизвольное уменьшение механических напряжений в деформированных телах, не сопровождающееся изменением деформации) РЕНТГЕНОГРАФИЯ—совокупность методов исследования фазового состава и строения вещества, основанных на изучении рассеяния рентгеновского излучения РЕФЛЕКТОМЕТРИЯ — совокупность методов изучения поверхности твердых тел по отражению ими светового излучения [c.272]

ФАКТОР <есть причина, движущая сила какого-либо процесса, явления, определяющая его характер или отдельные его черты магнитного расщепления — множитель в формуле для расщепления уровней энергии, определяющий величину расщепления, выраженный в единицах магнетона Бора размагничивающий— коэффициент пропорциональности между напряженностью размагничивающего магнитного поля образца и его намагниченностью структурный—величина, характеризующая способность элементарной ячейки кристалла к когерентному рассеянию рентгеновского излучения, гамма-излучения и нейтронов в зависимости от внутреннего строения ячейки) ФЕРРИМАГНЕТИЗМ—состояние кристаллического вещества, при котором магнитные моменты ионов, входящих в его состав, образуют две или большее число подсистем (магнитных подрещеток) ФЕРРОМАГНЕТИЗМ—состояние кристаллического вещества, при котором магнитные моменты атомов или ионов самопроизвольно ориентированы параллельно друг другу ФИЛЬТРАЦИЯ—движение жидкости или газа через пористую среду ФЛУКТУАЦИЯ <есть случайное отклонение значения физической величины от ее среднего значения, обусловленное прерывностью материи и тепловым движением частиц абсолютная — величина, равная корню квадратному из квадратичной флуктуации квадратичная 01ли дисперсия) равна среднему значению квадрата отклонения величины от ее среднего значения относительная равна отношению абсолютной флуктуации к среднему значению физической величины) ФЛУОРЕСЦЕНЦИЯ — люминесценция, быстро затухающая после прекращения действия возбудителя свечения ФОРМУЛА (барометрическая — соотношение, определяющее зависимость давления или плотности газа от высоты в ноле силы тяжести Больнмаиа показывает связь между энтропией системы и термодинамической вероятностью ее состояния Вина устанавливает зависимость испускательной способности абсолютно черного тела от его частоты в третьей степени и неизвестной функции отношения частоты к температуре) [c.292]

В работе [105] мезопористый силикагель одновременно исследовался методами адсорбции, электронного энергообмена и рассеяния рентгеновского излучения на малые углы. Эти исследования подтвердили сложную структуру его поверхности, размерность которой близка к предельно возможной D = 3. [c.65]

Эффект изомерии объясняется прежде всего увеличением поперечного размера молекул. Стюартом и Скипером [65] на основе анализа кривых интенсивности рассеянного рентгеновского излучения в жидкостях установлено, что наличие боковой группы —СНз увеличивает поперечный размер молекулы предельных углеводородов и спиртов на 0,6А, а появление боковой гидроксильной группы —ОН — на 0,4 А. Вследствие направленного характера химических связей атома углерода можно предположить, что поперечные размеры молекул изооктана и третичных спиртов увеличатся примерно на 1—1,2 А. Поскольку диаметр поперечного сечения молекул неразветвленных предельных углеводородов и спиртов составляет примерно 4,5—4,74 А, то относительные изменения этой величины качественно объясняют уменьшение теплопроводности изомеров. [c.85]

Мы считаем, что последовательное применение подхода Андронова—Леонтовича, систематическое сопоставление теории с экспериментом, выбор на этой основе длины волны зондирующего излучения позволят создать надежные количественные методы диагностики шероховатостей сверхгладких поверхностей по рассеянию рентгеновского излучения. [c.6]

Принимая во внимание то, что рассеяние рентгеновского излучения шероховатой поверхностью рассматривается для статисти-чески шероховатых иовеГ Хностей, введем основные параметры и определения. Каждой точке поверхности в плоскости (X, К) присваивается значение Н (х, у) относительно средней математической плоскости. Тогда для всей освещенной площади поверхности 8 справедливо выражение [c.27]

Описывая рассеяние рентгеновского излучения реальной по-верхпостью, необходимо иметь в виду, что масштаб неровностей 1юверхкости Б плоскости (X, ) может быть различным. Подход к описанию рассеяния. зависит от соотношения длины волны и радиуса корреляции Ь. [c.27]

Прежде чем перейти к рассмотрению рассеянной составляющей отраженного излучения, отметим следующее. Полученная в рамках скалярной теории формула (1.50) справедлива при соблюдении всех тех условий и предположений, которые изложены выше. Для рассеяния рентгеновского излучения на сверхгладких поверхностях некоторые аппроксимации, сделанные в теории Бекмана, могут оказаться неоправданными, и тогда необходимо пользоваться результатами более точной векторной теории (см. например, работы [39, 44]). [c.30]

Хорошо известно, что разработка спектрометров-монохроматоров о высоким энергетическим разрешением (не хуже 0,01 нм) в мягкой и ультрамягкой рентгеновских областях осложняется тем, что ввиду большого поглощения прибор должен быть вакуумным. Кроме того, необходимо обеспечить возможность исследования отражения излучения, выходящего из монохроматора. По этой причине большинство описанных в литературе приборов для исследования отражения и рассеяния рентгеновского излучения работают на одной или нескольких характеристических линиях [31, 41, 68]. Проанализируем требования к установке для исследования отражения в зависимости от постановки задачи. [c.40]

Специализированные приборы для измерения рассеяния рентгеновского излучения при отражении, которые широко используются для измерения шероховатости сверхгладких поверхностей, будут рассмотрены в гл. 6. [c.44]

Камера для исследования отражения и рассеяния рентгеновского излучения в ультрамягкой области/И. А. Б р ы т о в, А. Я- Г р У Д с к и й, ленский и др.//Приборы и техника эксперимента. [c.45]

ОТРАЖЕНИЕ И РАССЕЯНИЕ РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ОТ СЛАБОШЕРОХОВАТЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ [c.47]

Рис. 2.3 Схема рассеяния рентгеновского излучения от шероховатой поверхности г (л , 3 ) ко и к — волновые векторы падающего и рассеянного (в направлении 6, ф) излучения qo и д — проекции втнх векторов на плоскость ху

В этом параграфе мы обсудим особенности, появляющиеся в индикатрисе рассеяния в случае, когда угол скольжения 00 падающего излучения превышает критический угол ПВО 0с, и покажем, что изложенная выше простая и наглядная модель поверхности позволяет объяснить эффект аномального рассеяния рентгеновского излучения (эффект Ионеды), который наблюдался авторами работ [7, 13, 29] и теоретическое объяснение которого дано в работах [2, 13, 16] с использованием более сложных моделей границы раздела и дополнительных предположений о структуре электромагнитного поля. [c.67]

Рис, 2,6. Экспериментальные угловые диаграммы рассеяния рентгеновского излучения (X = 0,154 нм) 1Ю] а — от пленки олова толщиной 0,4 мкм, напыленной на подложку из стекла К8 (/ — 0о = 0,5° 2 — 0,6° 5 = 0,7°) <Г — от трех различных пленокя [c.67]

Микротопография поверхности зеркал исследуется различными методами, отличающимися как по чувствительности, так и по пространственному разрешению. Большинство этих методов крайне сложно использовать для контроля внутренних отражающих поверхностей зеркал скользящего падения, поэтому исследования обычно выполняются на плоских образцах или небольших кусочках, вырезанных из пробных зеркал. Исключением является метод измерения рассеяния рентгеновского излучения, в котором измеряются интенсивность и угловоераспределениеизлучения, рассеянного произвольным участком зеркала при падении на него узкого скользящего пучка. В некоторых других случаях используют специально сконструированные щуповые или оптические приборы, в которых датчик может помещаться внутрь зеркала и сканировать его поверхность [33, 85]. [c.228]

Более строгая теория рассеяния рентгеновского излучения, основанная на подходе Андронова—Леонтовича [1], изложенная в гл. 2, дает качественное описание этих эффектов. В то же время говорить о полном количественном соответствии еще нельзя. Как показали измерения рассеяния ренгеновского и нейтронного излучений на ряде образцов с высоким качеством поверхности [10], зависимость отношения интенсивности рассеянной компоненты к полной интенсивности отраженного пучка с уменьшением угла 0 не переходит из квадратичной (по Бекману) в линейную зависимость от 0 (как следует из теории, изложенной в гл. 2) и, видимо, имеет более сложный характер. Кроме того, в ряде работ (см. например [17, 26]) отмечались трудности в интерпретации индикатрис рассеяния с помощью рассмотренных нами ранее простейших видов корреляционных функций (гауссовской, экспоненциальной). [c.238]

Рассмотрим аппаратуру для измерения рассеяния рентгеновского излучения. Естественно, что приборы, работающие в мягкой и ультрамягкой областях, оказываются существенно более сложными из-за необходимости обеспечения вакуума в приборе, чем в жесткой рентгеновской области. Несмотря на это, необходимость измерения во многих случаях характеристик рассеяния на рабочей длине волны зеркала привела к появлению установок, обеспечивающих возможность измерений при длинах волн до 11,3 нм [12, 26, 82]. На рис. 6.7 приведена схема прибора для измерения индикатрисы рассеяния [26]. Установки, как видно из рисунка, имеют большие линейные размеры для получения пучка с угловой расходимостью в десятки угловых секунд, что необходимо для исследования суперполированных поверхностей, имеющих параметр о до единиц ангстрем и большие корреляционные длины. Измерения проводятся на контрастной характеристической линии, выделяемой из спектра материала анода рентгеновской трубки 1. Щели 2 я 3 обеспечивают требуемую угловую расходимость падающего на образец пучка рентгеновского излучения. С помощью устройства перемещения 4 образец может быть выведен из рентгеновского пучка и тогда, перемещая детектор 6 с узкой щелью 8, записывается контур падающего пучка. Затем, вводя образец 5 и устанавливая его под заданным углом, детектором 6 с помощью механизма перемещения 7 производится запись индикатрисы рассеянного излучения. Подробное рассмотрение процедуры обработки экспериментальных индикатрис рассеяния для вычисления среднеквадратичной шероховатости и корреляционной длины [c.239]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...