рентгенівські спектри

Рентген е ського сп е ктри, спектри випускання і поглинання рентгенівських променів , Т. Е. Електромагнітного випромінювання в області довжин хвиль від 10-4до 103 . Для дослідження спектрів рентгенівського випромінювання, одержуваного, наприклад, в рентгенівської трубки , Застосовують спектрометри з кристалом-аналізатором (або дифракційними гратами) або бескрістальную апаратуру, що складається з детектора (сцинтиляційного, газового пропорційного або напівпровідникового лічильника) і амплітудного аналізатора імпульсів (див. Спектральна апаратура рентгенівська ). Для реєстрації Р. с. застосовують рентгенофотопленку і різні детектори іонізуючих випромінювань.

Спектр випромінювання рентгенівської трубки являє собою накладення гальмівного і характеристичного Р. с. Гальмівний Р. с. виникає при гальмуванні заряджених частинок, що бомбардують мішень (див. гальмівне випромінювання ). Інтенсивність гальмівного спектру швидко зростає зі зменшенням маси бомбардують частинок і досягає значної величини при порушенні електронами. Гальмівний Р. с. - суцільний, так як частка може втратити при гальмівному випромінюванні будь-яку частину своєї енергії. Він безперервно розподілений по всіх довжинах хвиль l, аж до короткохвильового кордону l 0 = hc / eV (h - планка постійна , З - швидкість світла, е - заряд бомбардуючої частки, V - пройдена нею різниця потенціалів). Із зростанням енергії частинок інтенсивність гальмівного Р. с. I зростає, а l 0 зміщується в бік коротких хвиль (рис. 1). Зі збільшенням порядкового номера Z атомів мішені I також зростає.

Характеристичні Р. с. випускають атоми мішені, у яких при зіткненні із зарядженою часткою високої енергії або фотоном первинного рентгенівського випромінювання з однією з внутрішніх оболонок (К-, L-, М- ... оболонок) вилітає електрон. Стан атома з вакансією у внутрішній оболонці (його початковий стан) нестійкий. Електрон однієї із зовнішніх оболонок може заповнити цю вакансію, і атом при цьому переходить в кінцевий стан з меншою енергією (стан з вакансією у зовнішній оболонці). Надлишок енергії атом може випустити у вигляді фотона характеристичного випромінювання. Оскільки енергії E1 початкового і E2 кінцевого станів атома квантованими, виникає лінія Р. с. з частотою n = (E1 - E2) / h. Все можливі випромінювальні квантові переходи атома з початкового До-стану утворюють найбільш жорстку (короткохвильову) До -серію. Аналогічно утворюються L-, М-, N- серії (рис. 2). Положення ліній характеристичного Р. с. залежить від атомного номера елемента, що становить мішень (див. Мозлі закон ).

Кожна серія характеристичного Р. с. збуджується при проходженні бомбардують частками певної різниці потенціалів - потенціалу збудження Vq (q - індекс порушуємо серії). При подальшому зростанні V інтенсивність / ліній цього спектру зростає пропорційно (V - Vq) 2 потім зростання інтенсивності сповільнюється і при V »11 Vq починає падати.

Відносні інтенсивності ліній однієї серії визначаються вірогідністю квантових переходів і, отже, відповідними відбору правилами . Крім найбільш яскравих ліній дипольного електричного випромінювання , В характеристичні Р. с. можуть бути виявлені лінії квадрупольного і октупольного електричних випромінювань і лінії дипольного і квадрупольного магнітних випромінювань.

Р. с. поглинання отримують, пропускаючи первинне рентгенівське випромінювання безперервного спектру через тонкий поглинач. При цьому розподіл інтенсивності по спектру змінюється - спостерігаються скачки і флуктуації поглинання, які і являють собою Р. с. поглинання. Для кожного рівня Р. с. поглинання мають різку низькочастотну (довгохвильову) Кордон nq (h nq = eVq), при якій спостерігається перший стрибок поглинання (рис. 3).

Р. с. знайшли застосування в рентгенівської спектроскопії , спектральному аналізі рентгенівському , рентгенівському структурному аналізі .

Літ. см. при ст. рентгенівські промені .

М. А. Блохін

Мал. 2. Схема К-, L-, М-рівнів атома і основні лінії К і L-cepия.

Рис.1. Розподіл інтенсивності I гальмівного випромінювання W по довжинах хвиль l при різній напрузі V на рентгенівській трубці.

Мал. 3. Залежність інтенсивності I гальмівного рентгенівського спектру від частоти n поблизу nq: 1 - без поглинача; 2 - після проходження поглинача.