Монохроматические источники рентгеновских лучей

Монохроматические источники рентгеновских лучей [c.226]

При прохождении монохроматического пучка рентгеновских лучей через кристалл электронное облако каждого атома становится источником вторичного излучения, имеющего ту же длину волны. Рентгеновское излучение этой трехмерной совокупности источников (атомных электронных облаков) вследствие интерференции суммируется в некоторых направлениях, удовлетворяющих определенным соотношениям между длиной волны и межатомными расстояниями данного твердого вещества, и погашается по всем остальным направлениям. Количественная теория этого явления, предложенная Брэггом [4], является одним из основных законов дифракции рентгеновских лучей. [c.72]

Разделенные изотопы также находят применение в спектроскопии и в физике твердого тела [1169]. Разницы в массах изотопов вызывают колебательные и вращательные изотопные эффекты в молекулярных спектрах. Разнообразные интересные спектроскопические эффекты вызваны разницей в значениях ядерного спина, магнитного момента и электрического квадрупольного момента для различных изотопов. Изучение этих эффектов очень трудно и иногда невозможно без наличия образцов, сильно обогащенных определенным изотопом. Исследование изотопных сдвигов в оптических спектрах атомов [670, 1170, 1847] дает возможность получить информацию о распределении заряда в ядрах различных изотопов и, следовательно, о размере, форме и структуре ядра. Многие из объемных свойств твердых тел зависят от масс атомов, и хотя эти эффекты малы и трудноопределимы, они изучались при рассмотрении электрической проводимости, температуры плавления, удельного объема, удельной теплоемкости и термоэлектродвижущей силы [1346]. Исследование в области сверхпроводимости показало, что критическая температура обратно пропорциональна атомной массе [ИЗО]. Методом дифракции рентгеновских лучей было рассмотрено различие кристаллических решеток LiF и LiF. Оказалось, что решетка LiF меньше на коэффициент 1,0002. Образцы разделенных изотопов нашли применение в качестве источников излучения. Они могут быть использованы для получения монохроматического излучения и, таким образом, пригодны в качестве эталонов длин волн и точного измерения длины. [c.462]

Дифрактометр — один из первых аналитических приборов, работа которого контролировалась компьютером. Однако еще на неавтоматизированных дифрактометрах было показано, что измерения интенсивности с помощью детекторов более точны, чем полученные фотографическими методами. Утомительная работа по регистрации данных и обработке измерений на фотопленках сменилась повторяющейся последовательностью операций по установке положений и измерению данных. Получение данных одного эксперимента на простом дифрактометре требует измерения интенсивности тысяч отражений Брэгга. Для каждого отражения кристалл и детектор должны быть точно ориентированы. Последующее развитие компьютеров применительно к дифрактометрам позволило автоматизировать эту многократно повторяющуюся процедуру. Современные автоматические дифрактометры — сложные машины, которые чаще всего производятся частными компаниями. В этом параграфе в основном рассматриваются гониометр, в котором фиксируются кристалл и детектор компьютер, управляющий гониометром и собирающий данные. Обычно источник рентгеновских лучей — это герметичная трубка, в которой в качестве антикатода используется металлическая медь или молибден. Генератор высокого напряжения должен обеспечивать максимальную надежность и безопасность работы и гарантировать оптимальную стабильность высокого напряжения и тока в трубке. Например, подаваемое на трубку напряжение не должно меняться более чем на 0,01 В при изменении напряжения в линии на 10 %. Для получения монохроматического излучения используют фильтр или кристалл-монохро-матор. Следует отметить, что обычные пользователи прибора не сталкиваются впрямую с этими проблемами, так как технический паспорт должен содержать сведения не только о разных частях прибора (гониометре, генераторе высокого напряжения, электронном детекторе), но и рекомендации относительно их использования [c.249]

Чтобы установить, как меняются межатомные расстояния, мы использовали расходящейся монохроматический пучок рентгеновских лучей. Сравнение картин, полученных от нормального и деформированного кристаллов, показывает в этом случае изменение постоянной решетки. Источником монохроматических лучей была трубка с серебряным или молибденовым антикатодом и с экраном толщиной 0.006 мм из палладия или, соответственно, ниобия, [c.151]

Получить информацию об атомной и молекулярной структуре вещества можно двумя путями. Первичный монохроматический пучок рентгеновских лучей от источника падает на анализируемый образец. Если энергии было достаточно для вырывания одного электрона с какой-либо внутренней орбиты, то происходит фотоэлектрическое поглощение. При этом один из электронов внешней оболочки перескакивает на орбиту выброшенного электрона, испуская характеристическое рентгеновское излучение. Это излучение является вторичным, и спектр его аналогичен оптическим спектрам элементов. [c.259]

Сделанное выше предположение о том, что источник рентгеновских лучей дает монохроматический пучок с длиной волны [c.120]

Эта сводка будет основана на уже введенных ранее простых терминах, таких как источник рентгеновских лучей, образец, кристалл и детектор. Фотометр (рис. 4) состоит из источника, образца и детектора образец служит поглотителем, фильтрующим и ослабляющим полихроматический пучок. Поместим на место образца кристалл, служащий для получения брэгговского отражения. Если этот кристалл используют для выделения монохроматического нучка с известной длиной волны, прибор называют спектрометром (см. 1.15). Если кристалл является образцом, для которого определяют межплоскостные расстояния, то прибор называют дифрактометром (рассмотрение его выходит за рамки данной книги). Введем в спектрометр образец в качестве четвертой составной части. В эмиссионном спектрографе образец возбуждают рентгеновскими лучами (или электронами), а кристалл служит для анализа (разложения) испущен- [c.137]

Для абсорбциометрии с монохроматическими пучками справедливы соотношения, аналогичные приведенным в гл. 3, например уравнения (21), (22) и (23). При использовании таких пучков вообще не нужно беспокоиться об их эффективной длине волны, о фильтрации излучения или о трудностях, возникающих при наличии краев поглощения. Кроме того, нестабильность источника рентгеновских лучей не будет так сильно влиять на результаты, как в случае полихроматических пучков . [c.141]

Рентгеновские лучи рассеиваются в кристаллах электронами, поэтому их можно считать источником рентгеновских лучей при дифракции. Брэгг ввел предположение, согласно которому рентгеновские лучи отражаются от набора плоскостей в кристалле. Для данного набора плоскостей hkl) отражение пучка монохроматического излучения происходит только под определенным углом, который определяется длиной волны рентгеновских лучей и расстоянием между плоскостями в кристалле. Эти переменные связаны уравнением Брэгга, которое можно вывести, воспользовавшись рис. 19.7, где горизонтальные линии представляют собой набор плоскостей в кристалле, разделенных расстоянием d. Плоскость AB перпендикулярна пучку падающих параллельно монохроматических рентгеновских лучей, а плоскость LMN — отраженным лучам. По мере изменения угла падения 0 отражение будет наблюдаться только тогда, когда волны находятся в фазе у плоскости LMN, т. е. когда разность расстояний между плоскостями AB и LAIN, измеренная вдоль лучей, отраженных от различных плоскостей, есть целое число, кратное длине волны. Это происходит, когда [c.572]

Если для количественных исследований требуется монохроматическое рентгеновское излучение, то в качестве источника рентгеновских лучей используют интенсивный пучок, дифрагировавший от какого-нибудь кристалла. Если в этом случае тонкую пластинку монокристалла, используемого в качестве монохроматора, равномерно изогнуть так, чтобы она имела определенный радиус кривизны, лучи, дифрагировавшие от различных участков изогнутого кристалла, все будут сходиться в одну точку. Таким образом, пучок лучей становится фактически сфокусированным. Как видно из рис. 113, г, можно пользоваться либо одним, либо двумя изогнутыми кристаллами. Преимущество этого метода заключается в более эффективном использовании попадающего на образец рентгеновского излучения, намного лучшем разрешении, а также в монохроматичности рентгеновских лучей. К недостаткам относятся высокие требования, предъявляемые к точности конструкции, и большие потери интенсивности излучения по сравнению с интенсивностью отфильтрованного излучения нормального источника. [c.192]

На рис. 22, а изображен ряд одинаковых равноотстоящих (точечных) атомов. На него направлен пучок монохроматических рентгеновских лучей. Рассмотрим суммарный эффект рассеяния лучей атомами в разных направлениях. Вдоль направления, продолжающего первичный пучок Л о, путь от источника в точку наблюдения через любой атом одинаков лучи, рассеянные атомами, совпадают по фазе. Лучи, рассеянные атомами в других направлениях (. ], N2 и т. д.), проходят различный путь и поэтому не совпадают ио фазе. Если разность фаз лучей, рассеянных соседними атомами, в некотором направлении Л г составляет б (рис. 22, б), то луч, рассеянный в том же наиравлении каждым последующим атомом, отличается дополнительным сдвигом по фазе на 6, 26, 36 и т, д., и если ряд практически бесконечен (в миллиметровом кристалле более миллиона атомов в каждом на- [c.49]

На рис. 24, а изображен ряд одинаковых равноотстоящих (точечных) атомов. На него направлен пучок монохроматических рентгеновских лучей. Рассмотрим суммарный эффект рассеяния лучей атомами в разных направлениях. Вдоль направления, продолжающего первичный пучок N0, путь от источника в точку наблюдения [c.51]

Частично из-за потребности в монохроматическом излучении возникли два раздела фотоэлектронной спектроскопии. Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия, сокращенно обозначаемая как РФС или ЭСХА (электронная спектроскопия для химического анализа), использующая рентгеновские лучи в качестве источника ионизирующего излучения, изучает в основном электроны оболочки (т.е. невалентные электроны). Создание этого метода приписывают Сигбану и сотр. [27]. В ультрафиолетовой фотоэлектронной спектроскопии (УФС) используют ультрафиолетовое излучение, имеющее более низкую энергию, и, таким образом, исследуют энергии связи валентных электронов. Обязанная своим развитием главным образом Тернеру и его сотрудникам [28], УФС предназначалась не только для измерения энергий связывания валентных электронов, но и для наблюдения за возбужденными колебательными состояниями молекулярного иона, образующегося в процессе фотоионизации. [c.331]

В большинстве методов рентгенографического исследования кристаллов используются монохроматические рентгеновские лучи. В известной мере это достигается естественным путем. Линии /(-серии много интенсивнее, чем линии остальных серий. Кроме того, рентгеновские лучи поглощаются средой, через которую они проходят, в тем большей степени, чем больше длина их волны. Поэтому линии -, М- и Л -серий поглощаются в стенках трубки и в воздухе значительно сильнее, чем линии /(-серии. Трубки, применяемые в структурном анализе в качестве источников монохроматического излучения (аноды Сг, Ре, Со, N1, [c.145]

Метод нейтронографии основан на эффекте рассеяния потока медленных нейтронов атомными ядрами вещества. Контраст появляется вследствие различия интенсивности рассеяния монохроматического потока нейтронов на ядрах различной массы, причем существенно, что в отличие от рентгеновских лучей и электронов поток нейтронов не несет электрического заряда и, следовательно, интенсивность их рассеяния определяется только массой ядра. Практически применение метода нейтронографии основывается на сравнении интенсивности рассеяния на ядрах водорода и дейтерия при исследовании системы, содержащей некоторое количество дейтерированных молекул в среде водородсодержащих цепей, или наоборот. Контраст в этом случае особенно велик из-за двукратного изменения рассеивающей массы. Источником потока нейтронов обычно являются ядерные реакторы. Длина волны потока зависит от энергии нейтронов области температур 20—100°С отвечают значения равные 1,6—1,8 А Используя холодные нейтроны, получают пучки с длинами волн до 10 А. [c.82]

Дифракционная микрорентгенография. Основы рентгеновской дифракционной микроскопии (микрорентгенография) были заложены Бергом [31, 32]. Им было показано, что исследование поверхности. монокристалла с помощью рентгеновских лучей может быть проведено двумя способами либо применением точечного источника и белого излучения, либо линейного источника и монохроматического излучения. В этих случаях каждая точка интерференционного пятна соответствует только одной точке на поверхности монокристалла (рис. 1). Различная отражательная способность отдельных участков кристалла позволяет выявить в нем наличие дезориентированных областей, а также других несовершенств. [c.307]

Для успешного решения многих задач, связанных с исследованием интенсивности когерентного и некогерентного рассеяния рентгеновских лучей кристаллическими и аморфными телами, требуется использование монохроматического излучения. В связи с этим получение мощных монохроматических источников заслуживает большого внимания. Использование фокусирующих монохроматоров [1—3] приводит к значительному выигрышу в интенсивности по сравнению с плоскими монохроматорами. В случае фокусирующих монохроматоров интенсивность отраженного пучка, его спектральный состав и геометрия существенным образом зависят от размера и яркости источника (фокуса рентгеновской трубки), совершенства кристалла, используемого в качестве монохроматора, и условий фокусировки [4]. [c.116]

Монохроматическое излучение или излучение, близкое к нему (со степенью монохроматичности более 90%), может быть получено различными способами брэгговским отражением, выделением с помощью дифференциальных сбалансированных фильтров или фильтрованием с помощью селективных рентгеновских фильтров. Находят широкое применение также пучки рентгеновских лучей, в которых интенсивные характеристические линии значительно преобладают над фоном. Примером может служить близкое к монохроматическому излучение источников на основе вторичных излучателей. [c.104]

В обычных диффракционных установках геометрия такова, что путь рентгеновских лучей постоянный, тогда как путь диффрагированного пучка переменный. Та же относительная геометрия сохраняется и в том случае, если источник рентгеновских лучей и детектор поменять местами. Эта последняя схема с добавлением монохроматического кристалла на пути диффрагированного пучка была принята для диффракционной установки горячей лаборатории. Упомянутый кристалл, установленный под соответствующим брэгговским углом, служит для вторичного отклонения монохроматических рентгеновских лучей, испускаемых рентгеновской трубкой. Поскольку лишь ничтожная часть общей радиации активного образца имеет энергию, отличную от энергии рентгеновских лучей, то кристалл действует как дискриминатор , и поэтому регистрируется только диффракционная картина образца. Между образцом [c.164]

Источником рентгеновских лучей служит металлическая пластинка — анод, бомбардируемая быстрыми электронами. Под действием падающего электронного пучка из атомов металла выбиваются электроны внутренних оболочек и на их место переходят электроны с внешних оболочек. Эти переходы и сопровождаются испусканием рентгеновского излучения. Так, переходы с -оболочки атома меди на Л -оболочку при бомбардировке медного анода электронами достаточной энергии сопровождаются рентгеновским излучением с длиной волны 1,542 А эта длина волны в 2500 раз меньше длины волны самого коротковолнового излучения, видимого человеческим глазом. Монохроматический пучок рентгеновских лучей обычно коллимируют с помощью диафрагм и направляют на исследуемый кристалл, съюстировадный специальном держателе. ---------------------------- [c.230]

При использовании монохроматического рентгеновского луча Применяют такие методы, как рентгенографирование в расходящемся луче, когда точечным источником монохроматического излучения освеш,ают монокристалл, или метод враш,ения и колебания монокристалла. В последнем случае для получения рентгенограммы вращения небольшой монокристалл освещается параллельным монохроматическим лучом, а кристалл при этом вращается вокруг оси, перпендикулярной к первичному пучку. Измерив интегральную интенсивность отражений и определив Набор структурных амплитуд, можно расшифровать атомную структуру кристалла. [c.153]

Если исследуемый кристалл, помещенный на пути монохроматического (Я= onst) рентгеновского луча, поворачивать вокруг перпендикулярной к лучу оси и, таким образом, ставить поочередно систему плоскостей кристалла в отражающее положение, то наблюдается полная картина рассеяния. Дифракционную картину можно получить и без вращения образца, используя источник с непрерывным спектром рентгеновского излучения. В этом случае для всех систем плоскостей кристалла в непрерывном спектре обязательно найдется длина волны Я, удовлетворяющая закону Вульфа — Брегга. [c.116]

Для исследования совершенства кристаллической структуры монокристалла применено проходящее монохроматическое излучение [40]. Рентгеновские лучи, расходящиеся из точечного источника, попадают на кристалл, который ориентирован та , что 01НИ отражаются от плоскостей, составляющих большой угол с поверхностью кристалла. Если отражающая плоскость выбрана таким образом, что падающие и отраженные лучи составляют примерно одинаковый угол с кристаллом, то поглощение в кристалле примерно одинаково для всех лучей. В случае совершенного кристалла на пленке получится пятно с однородным почернением. Изменение интенсивности свидетельствует о наличии неодинаковой отражающей способности рассматриваемого кристалла. Разработано два вида методик секционной и проекционной топографии. В методе секционной топографии плоскость отражения должна быть перпендикулярна к поверхности кристалла и кристалл должен передвигаться. При проекционной топографии кристалл и пленка совершают равномерное поступательное движение относительно первичного пучка при строгом выполнении условий отражения Вульфа-Брегга данными плоскостями. Между кристаллом и пластинкой ставился экран, не пропускающий прямой рентгеновский пучок (рис. 3). [c.309]

Можно сказать, что в этом методе под действием возбуж-дающих рентгеновских лучей подкладка сама превращается источник рентгеновского излучения, который дает почти монохроматический пучок, используемый для абсорбциометрии оловянного покрытия. Поскольку кристалл-анализатор здесь не используется, то нежелательно, чтобы на детектор попадало какое-либо другое рентгеновское излучение з аметной интенсивности, кроме характеристических линий подкладки.. Среди рентгеновских лучей, которые могли бы исказить результаты, возможны дифракционные максимумы ( рис. 60) и характеристические линии слоя покрытия. Детектор следует расположить так, чтобы дифракционные максимумы в него не попадали характеристического излучения покрытия в благоприятных случаях можно избежать выбором такого напряжения на рентгеновской трубке, которого достаточно для возбуждения характеристического спектра подкладки, но недостаточно для возбуждения мешающего характеристического спектра слоя покрытия. В случае оловянного покрытия напряжение возбуждения составляет для /(-спектра железа 7,11 кв, а для /С-спектра олова 29,2 ке напряжение на трубке выбрано 20 кв. Линии /.-серии олова [c.161]

В оже-эффекте электроны испускаются веществом в процессе безрадиационного перехода атома из возбужденного состояния, возникшего при бомбардировке пучком рентгеновских лучей или электронов, в основное состояние. Оже-электронная спектроскопия занимается измерением энергий и относительных интенсивностей этих, выбитых из атомов электронов. Таким образом, она отличается от РЭ-спектроскопии тем, что связана с электронами, выброшенными не в первичном, а во вторичном процессе. Энергия оже-электрона зависит только от атомных уровней, участвующих во вторичном процессе, и совершенно не зависит (в отличие от РЭС) от энергии возбуждающего потока. Другими словами, энергия электронов, регистрируемых в ОЭС, определяется исключительно природой испускающих их атомов и их химическим окружением. Поэтому изучение оже-спектров не требует применения монохроматического источника возбуждения. [c.161]

Лазер как источник света обладает уникальными свойствами. Он излучает коллимированный монохроматический свет, диапазон которого простирается от рентгеновских луЧей до микроволн (мазеры), проходя через ультрафиолетовую, видимую и инфракрасную области электромагнитного спектра. Световое излучение может быть непрерывным или импульсным, причем импульсы могут быть весьма короткими, до нескольких фемтосекунд ( 1 10 с), а выходная мошность находится в диапазоне от микроватт до мегаватт и более. Испускаемый лазером свет может быть высоко-поляризованным (электрическое поле осциллирует только в одном направлении) и обычно является когерентным как во времени, так и в пространстве (полевые фазовые соотношения неизменны как вдоль, так и поперек пучка). Существует обширная литература по типам лазеров, их свойствам и применениям, в том числе множество вводных курсов [15, 18, 47, 7.5]. [c.538]

В отличие от эмиссионных методов анализа при аб-сорбциометрии (как в оптической, так и в рентгеновской областях спектра) оценивают не интенсивность излучения материала пробы, а интенсивность первичного пучка лучей после его прохождения через пробу. Проба в газообразном, жидком или прозрачном для избранного излучения твердом состоянии вводится между выбранным источником света и спектральным прибором. В качестве источника света берут излучатель со сплошным спектром излучения или выбирают лампу с тем или иным характерным спектром. Избирательно ослабленное пробой общее или монохроматическое излучение в оптической области спектра фиксируется, как правило, различными схемами фотоэлектрической регистрации [23], а в рентгеновской области — детекторами рентгеновского излучения. [c.16]