Фотоэлектрического поглощения эффект

Применение эффекта фотоэлектрического поглощения для регистрации рентгеновских лучей. Детекторы рентгеновского излучения [c.153]

Вероятность фотоэлектрического эффекта пропорциональна линейному коэфициенту фотоэлектрического поглощения, который определяется следующим эмпирическим уравнением Ли [9] [c.36]

Фотоэлектрическое поглощение рентгеновского излучения мертвым слоем кремния приводит к эмиссии 5 /С-рентгеновско-го излучения из этого слоя в активный объем детектора. Это рентгеновское излучение кремния, которое не идет от образца, появляется в спектре в виде небольшого пика кремния, так называемого пика внутренней флуоресценции кремн Ия. Пример такого эффекта показан на спектре чистого углерода (рис. 5.26), в котором имеется также заметный край поглощения кремния. Для различных случаев количественного анализа интенсивность этого флуоресцентного типа соответствует кажущейся концентрации в 0,2 вес. % или меньше 51 в образце. [c.223]

Относительный вклад каждого из трех рассмотренных процессов в ослабление у-излучения изменяется в зависимости от энергии у-квантов и атомного номера вещества поглотителя. Вероятность фотоэлектрического поглощения резко уменьшается с ростом энергии у-квантов, вероятность комптоновского рассеяния тоже падает, но несколько медленнее, а вероятность образования пар растет с повышением энергии, начиная с 1,02 Мэв. С ростом атомного номера Z вещества поглотителя фотоэффект возрастает пропорционально Z , комптон-эффект — пропорционально Z, а эффект образования пар—Z2. На рис. 14 показаны области энергии у-квантов, в ко- [c.36]

Фотоэлектрический эффект (рис. 1, о) представляет собой взаимодействие фотона с атомом в целом, сопровождающееся выбрасыванием одного из атомных электронов. Энергия испускаемого электрона равна энергии падающего фотона за вычетом энергии, необходимой для удаления электрона из атома. Поскольку фотон полностью поглощается, фотоэлектрическое поглощение не меняет энергии фотонов проходящего пучка, в результате этого эффекта меняется только их общее число. [c.36]

Следовательно, уравнения (1) и (2) применимы лишь в тех случаях, когда можно принимать во внимание только коэфициенты фотоэлектрического поглощения и поглощения с образованием пар. При этом мы не учитываем таких второстепенных эффектов, как вторичное излучение, вызываемое электронами, и излучение, связанное с аннигиляцией позитронов, возникающих при образовании пар. [c.41]

Для веществ с малым порядковым номером (вода, воздух и др.) фотоэлектрическое поглощение, начиная с энергий порядка 0,1—0,15 Мэс, становится весьма малым и его можно не учитывать. При высоких энергиях (3 Мэв и выше) заметную роль начинает играть эффект образования пар. Поэтому для [c.336]

Это излучение теряет свою энергию путем комптоновского рассеяния или фотоэлектрического поглощения. Однако благодаря высокой проникающей способности у Лучей эти эффекты наблюдаются, по-видимому, вне реакционного сосуда, в котором протекает начальный процесс. Эффективное сечение образования электрон-позитронных пар возрастает с увеличением энергии фотонов, начиная с порогового значения около 1 Мэе. Величина его, отнесенная к одному атому, пропорциональна квадрату атомного номера. [c.15]

Фотоэлектрический эффект имеет наибольшее значение при низких энергиях излучения и больших атомных номерах элементов, входящих в состав облучаемого вещества. Атомный коэффициент фотоэлектрического поглощения приблизительно пропорционален длине волны фотона в третьей степени и для поглощающей среды с большими атомными номерами входящих в ее состав элементов — атомному номеру в четвертой степени. [c.16]

Поглощение этого излучения веществом связано в основном с фотоэлектрическим эффектом, резко возрастающим с увеличением порядкового номера [c.424]

Рассеянные вследствие комптоновского эффекта у-кванты, взаимодействуя с веществом, продолжают и дальше терять энергию. Конечной стадией их исчезновения обычно является фотоэлектрическое поглощение. [c.28]

При фотоэлектрическом эффекте у-квант целиком поглощается атомом. При этом всю энергию у-кванта получает один из электронов внутренних оболочек (/С или I). На место выбитого электрона перескакивают электроны более высоких уровней, что сопровождается рентгеновским излучением, т. е. возбуждением электронных уровней. Фотоэлектрическое поглощение тем больше, чем меньше энергия у-кванта и чем больше порядковый номер элемента коэффициент фотоэлектрического поглощения пропорционален 2, и для легких элементов, например для алюминия, им можно пренебречь, если у-лучи имеют энергию более 150 кэв [7 ]. [c.280]

Фотон -лучей высокой энергии Еу>20 МэВ) может образовать пару электрон—позитрон. Поглощение энергии при эффекте Комптона пропорционально электронной плотности, т. е. числу электронов в единице объема, в то время как скорости фотоэлектрического поглощения и образования пар возрастают с увеличением порядкового номера вещества. [c.82]

Для расчета была выбрана одна единственная длина волны возбуждающего излучения. В действительности же первичное излучение охватывает широкую область длин волн (см. 4.1), в которой оно возбуждает характеристические лучи с различной эффективностью. В области спектра, расположенной с коротковолновой стороны от края поглощения, имеются два эффекта, как бы уменьшающие эффективность возбуждения. Первый из них заключается в том, что высокая проникающая способность коротковолнового излучения уменьшает долю возбужденного рентгеновского излучения, которая фактически выходит из образца. Второй эффект заключается в возрастании роли, которую играет рассеяние в области более коротких длин волн, что уменьшает роль фотоэлектрического поглощения. [c.121]

Основным процессом поглощения рентгеновского излучения в диапазоне рабочих энергий, представляющих интерес для микроанализа (1—20 кэВ), является фотоэлектрический эффект. В этом случае энергия кванта рентгеновского излучения полностью передается связанному электрону внутренних оболочек атома, в результате чего происходит испускание электрона (называемого фотоэлектроном) и аннигиляция фотона. Может также происходить неупругое рассеяние рентгеновского излучения, в результате которого происходит изменение энергии за счет эффекта Комптона, при котором рентгеновское излучение взаимодействует со свободным электроном. Для диапазона энергий, представляющего для нас интерес, сечение или вероятность эффекта Комптона настолько мала по сравнению с процессом фотоэлектронной эмиссии, что им можно спокойно пренебречь. Тогда поглощение рентгеновского излучения может рассматриваться исключительно как фотоэлектрический процесс. Для отдельного кванта поглощение является процессом все или ничего , т. е, либо из мишени испускается квант с неизменной энергией, либо он полностью поглощается. Этот факт особенно важен для проводящего анализ исследователя, который регистрирует характеристическое рентгеновское излучение определенной энергии для идентификации поэлементного состава образца. [c.86]

Значительно слабее эффекта фотоэлектрического поглощения и играет существенную роль только при небольших углах рассея- [c.17]

Хотя химическая устойчивость и большое значение / (доля квантов, испускаемых без отдачи) при комнатной температуре и являются очевидными достоинствами источников Со на платине, большие коэффициенты фотоэлектрического поглощения и комптоновского рассеяния, присущие материалам с большим 2, накладывают чрезвычайно строгие ограничения на условия диффузии при изготовлении таких источников. С другой стороны, обладающие малым порядковым номером медные подложки, хотя и имеют большое / при комнатной температуре, химически неустойчивы. Незащищенные источники склонны взаимодействовать с кислородом воздуха, а также с сернистыми соединениями, которые могут присутствовать в окружающей среде. Удачным компромиссом между этими двумя крайними случаями является палладий, и можно ожидать, что источники Со на подложке из палладия будут находить все более широкое применение для химических исследований с помощью эффекта Мессбауэра. [c.102]

Для более коротких волн, например 0,1 А, поглощение также происходит в результате фотоэлектрического эффекта, но лишь до некоторой степени для волн этой длины существен другой механизм поглощения — эффект Комптона. В этом процессе квант излучения не поглощается полностью, а рассеивается электроном с потерей лишь части своей энергии и, следовательно, одновременно с увеличением длины волны. Энергия, потерянная фотоном, передается электрону, который в результате этого покидает атом. В зависимости от угла, на который рассеивается квант, энергия комптоновских электронов отдачи может изменяться от нуля до некоторого максимума, представляющего некоторую часть кванта энергии, величина которой зависит от длины волны. [c.15]

Проходя через вещество, рентгеновские и улучи теряют энергию главным образом путем фотоэлектрического поглощения или путем упругого соударения с орбитальными электронами (эффект Комптона). Другие виды потери энергии, например образование пар электрон — позитрон или ядерное поглощение, приобретают большое значение только при очень высоких энергиях (для воды выше 25 Мэе), и поэтому здесь нет нужды их [c.508]

Поглощение -у-лучей в веществе происходит по одному из трех механизмов. Если энергия у вантов составляет около 10 кэв (Я>1,5 А), то при взаимодействии фотона с атомом наблюдается фотоэлектрический эффект. Кинетическая энергия выбитого электрона равна энергии поглощенного фотона за вычетом энергии, необходимой для удаления электрона из атома. Фотон при этом полностью поглощается и, следовательно, такой процесс не меняет энергии фотонов проходящего пучка, а [c.259]

Идея многоквантовых процессов на первый взгляд кажется противоречащей основам квантовой теории. Эйнштейн показал, что наблюдающийся фотоэлектрический эффект согласуется с представлением об излучении как о потоке фотонов, чья энергия определена частотой или длиной волны интенсивность излучения измеряется числом фотонов (в единицу времени), но не влияет на энергию каждого отдельного фотона. Подобные рассуждения применимы и к фотохимическим изменениям. Приведенный в разд. 1.2 закон Штарка — Эйнштейна служил следующим подтверждением идей квантования. Только один фотон необходимо поглотить частице, чтобы вызвать ее различные фотохимические превращения. Следовательно, фотоны с энергией меньшей, чем необходимо для какого-то определенного превращения, например диссоциации, не могут быть эффективны, как бы ни была высока их интенсивность. Очевидно, что если частота излучения не соответствует разнице между двумя энергетическими уровнями молекулы или атома, то поглощение и, следовательно, реакция не могут произойти. Однако в последнее время выполнено большое число экспериментов, [c.73]

Оптика в широком смысле слова есть наука о взаимодействии электромагнитного поля любых частот с веществом. Основные явления, возникающие при этом, следующие отражение, преломление и поглощение, дисперсия, обратное излучение, фотоэлектрический эффект и др. В связи с таким определением оптических свойств [c.395]

В 1905 г. Эйнштейн объяснил эти наблюдения на основе разработанной им теории фотоэлектрического эффекта. Он высказал предположение, что падающий на металлическую пластинку свет состоит из фотонов, обладающих энергией к, и что энергия каждого фотона при поглощении света металлом полностью переходит в энергию фотоэлектрона. Однако для выхода электрона из металла надо затратить некоторое количество энергии. Это количество энергии можно обозначить [c.67]

В то время как а- и Р-частицы непосредственно возбуждают и ионизируют атомы, у-излучение в основном вызывает эти эффекты после первоначального акта взаимодействия с атомами, при котором возникает заряженная частица. Это фотоэлектрическое поглощение у-квантов, комптоновское рассеяние у-квантов и образование пар. Относительная вероятность этих трех процессов взаимодействия зависит от энергии у-квантов. Пространственное распределение радиационных повреждений для а-, р- и у-излучений различно. а-Части-цы проникают на очень малые расстояния (около 35 мкм для частиц с энергией 5 МэВ) в ткани тела и оставляют за собой характерный прямой след интенсивной ионизации. Р-Частицы проникают на большую глубину (до нескольких мшшиметров для частиц с энергией 1 МэВ) и оставляют след с существенно меньшей плотностью ионизации. у-Излучение может проникнуть в тело на значительную глубину, прежде чем произойдет взаимодействие, приводящее к ионизации. Быстрые нейтроны также глубоко проникают в [c.39]

Рентгеновские и у-лучн теряют свою энергию в результате трех основных процессов фотоэлектрического поглощения (фотоэффект), комптоновского рассеяния (комптоновский эффект) и образования пар. Схематически эти процессы показаны на рис. 4. [c.15]

Природу, структуру и электронное состояние промежуточного продукта. Для абсорбционной спектроскопии можно использовать источник белого света в сочетании со спектрографом для получения фотографически зарегистрированного обзорного спектра поглощающих соединений в реакционной системе. В других случаях для сканирования спектрального диапазона может применяться монохроматор с фотоэлектрическим приемником. Многие исследуемые короткоживущие интермедиаты обладают достаточно большим оптическим поглощением из-за наличия разрешенного электронного дипольного перехода на более высокий уровень энергии, В этом случае, например, триплетные возбужденные состояния могут наблюдаться по их триплет-триплетному поглощению. В общем случае индивидуальные полосы поглощения имеют тем большую амплитуду, чем они уже. Вследствие этого эффекта атомы имеют разрешенные линии поглощения с особенно большими амплитудами. При количественных измерениях поглощения обычно выбирается длина волны, при которой наблюдается сильная полоса поглощения и на нее не накладываются полосы поглощения других соединений, В экспериментах по оптическому поглощению в качестве источника света можно применять лазеры. Очень эффективны в лазерных абсорбционных исследованиях перестраиваемые лазеры на красителях, особенно для веществ с узкими полосами поглощения (таких, как атомы и малые радикалы), поскольку лазерное излучение отличается высокой монохроматичностью и узкой спектральной полосой. Повышения поглощения можно достигнуть, заставив световой пучок многократно пересекать образец с помощью соответствующего расположения зеркал в многопроходовом абсорбционном эксперименте. Вновь для этой цели превосходно подходят лазеры благодаря малой расходимости лазерного пучка. В ряде случаев можно создать источник света, который спектрально адекватен абсорбционным свойствам именно исследуемых соединений. Например, можно сконструировать электрические разрядные лампы, содержащие подходящие газы и испускающие резонансные спектральные линии (при переходе из первого возбужденного состояния в основное) многих атомов и простых свободных радикалов. Очевидно, что резонансные спектральные линии точно соответствуют длинам волн поглощения этих же веществ, соответствующим переходу из основного электронного состояния. Если эти атомы или простые радикалы присутствуют в реакционной смеси, то будет наблюдаться резонансное поглощение. Если спектральные ширины полосы испускания источника и полосы поглощения объекта исследования совпадают, то чувствительность абсорбционных измерений может быть высокой при различающейся избирательности, так [c.195]

В пропускающей и слоеной мишенях эффект самопоглощения тормозного излучения, довольно значительный при малых энергиях излучения и энергиях, больших края А-нолосы поглощения, объясняет наличие значительной части рентгеновского излучения в наблюдаемом А-нике и широкого максимума при больших энергиях (сдг. рис. 3). Основной вклад в наблюдаемый К-тшк обусловлен, однако, характеристическим излучением, возникающим вследствие ионизации А-оболочки либо неносредственно под действием р-частиц, или же в результате фотоэлектрического поглощения тормозного излучения высокой энергии. [c.53]

Определив дозу в рентгенах, можно вычислить энергию, поглощенную системой. Другими словами, если известна доза рентгеновских или у учей, полученная дозиметром, можно вычислить дозу, соответствующую облучению любой системы, помещенной в то же место поля излучения. Для этого необходимо знать отношение энергий, поглощаемых единицами массы интересующей нас системы и дозиметра. Как показано выше, это легко сделать, если основным процессом поглощения энергии излучения является комптоновское -рассеяние. Если же в поглощении энергии заметную роль играют фотоэлектрический эффект или образование электрон-позитронных пар, то требуется знание < уммарного коэффициента т +.та+тК для сравниваемых сред, где тХ — коэффициент фотоэлектрического поглощения, — часть коэффициента комптоновского рассеяния, соответствующая передаче энергии электронам отдачи, и тК — часть коэффициента образования пар, соответствующая передаче энергии позитрону и электрону. В табл. 6 приведен ряд значений этого суммарного коэффициента. Дополнительные сведения по рассмотренному вопросу, включая оценку средних эффективных значений энергии фотонов, образующихся в рентгеновских установках (примерно от одной четвертой до половины величины напряжения, приложенного к трубке, в зависимости от степени фильтрации), можно найти в других работах [Н75, 16]. [c.58]

Помимо этого, имеется длиннзлй комптоновский хвост, простирающийся вплоть до энергии Е + 2), усиленный эффектами сложения амплитуд импульсов, связанных со следующими процессами фотоэлектрическое поглощение yi + комптоновское рассеяние уг комптоновское рассеяние У1 фотоэлектрическое поглощение уг комптоновское рассеяние обоих у-квантов. Вид суммарного амплитудного распределения и его интенсив- [c.416]

Наибольшие затруднения при абсолютном у-счете связаны с определением площадей под кривыми фотопиков. При рассмотрении метода совпадений уже говорилось о положительных и отрицательных поправках, связанных со сложением амплитуд импульсов величину этих поправок можно учесть, изменяя геометрию опыта. Причину возникновения некоторых других эффектов, имеющих существенное значение при измерениях с помощью сцинтилляционных счетчиков, можно легко понять в свете представлений о трех видах взаимодействия у-лучей с веществом. На рис. 94 представлена зависимость от энергии у-лучей линейного коэффициента поглощения j- в Nal(Tl) и трех его составляющих, обусловленных процессами фотоэлектрического поглощения, комптоновского рассеяния и образования пар (ср. гл. IV, раздел В). Большая часть этих взаимодействий происходит с атомами иода вследствие большого значения Z последнего. [c.420]

Квантование энергии. Электромагнитные волны и скорость света, длина волны, частота и волновое число. Электромагнитный спектр. Излучение абсолютно черного тела. Кванты и постоянная Планка. Фотоэлектрический эффект и фотоны. Спектры поглощения и испускания. Серии Лаймана, Баль.мера и Пашсна уравнение Рндберга. [c.328]

Радиоволны, инфракрасный, видимый и ультрафиолетовый свет, рентгеновские лучи и гамма-излучение представляют собой электромагнитные волны с различной длиной волны. Скорость света, с = 2,9979-10 ° см с , связана с его длиной волны X и частотой V соотношением с = Ху. Волновое число у-это величина, обратная длине волны, V = 1/Х. Все нагретые тела излучают энергию (излучатель с идеальными свойствами дает излучение абсолютно черного тела). Планк выдвинул предположение, что энергия электромагнитного излучения квантована. Энергия кванта электромагнитного излучения пропорциональна его частоте, Е = км, где / -постоянная Планка, равная 6,6262 10 Дж с. Выбивание электронов с поверхности металла под действием света называется фотоэлектрическим эффектом. Квант света называется фотоном. Энергия фотона равна /IV, где V-частота электромагнитной волны. Зависимость поглошения света атомом или молекулой от длины волны, частоты или волнового числа представляет собой спектр поглощения. Соответствуюшая зависимость испускания света атомом или молекулой является спектром испускания. Спектр испускания атомарного водорода состоит из нескольких серий линий. Положения всех этих линий точно определяются одним общим соотношением-уравнением Ридберга [c.375]

На рис. 21 показаны потенциальные кривые для адсорбции цезия на поверхности фтористого кальция. Из приведенных данных следует, что адсорбция иона цезия представляет собой эндотермический процесс. При поглощении света с определенной длиной волны происходит переход из минимума В в точку Р на верхней кривой и одновременно освобождается электрон, который может отводиться в виде фотоэлектрона. Этим фотоионизацион-ным процессом полностью объясняется избирательный фотоэлектрический эффект [46], Под влиянием теплового возбуждения [c.87]

Сухой молекулярный водород ие взаимодействует при комнатной температуре с массивным металлическим калием. Напротив, в случае атомарного водорода реакция с поверхностью металлического калия имеет место. Эта реакция обстоятельно изучалась примерно 20 лет назад Лукирским и Рыжановым [49]. В результате исследования изменений фотоэлектрических свойств калия при поглощении им известных количеств атомарного водорода в условиях различных 1емператур они обнаружили, что прн —180° С поглощается только один мономолекулярный слой хемосорбированных атомов водорода. Наблюдаемый при этом фотоэлектрический эффект, вызванный облучением видимым светом, оказывается сильно ослабленным, что [c.102]

Возникающий вследствие этого элек1 рический двойной слой, ориентированный своей положительной стороной к металлу, увеличивает работу выхода электрона из последнего настолько сильно, что видимый свет уже не может вызвать испускания электронов из металла. Если после сформирования такого мономолекулярного слоя откачать избыточный водород и нагреть металл до комнатной температуры, то наступают изменения структуры поверхности, которые способствуют появлению высокой фотоэлектрической чувствительности. Такой же сильный фотоэлектрический эффект имеет место, если поглощение атомарного водорода калием происходит при комнатной температуре. [c.103]

Фотоэлектрический эффект представляет основной процесс взаимодействия в ВЧСе-детекторе. При фотоэлектрическом эффекте падающий 7-квант выбивает из атома связанный электрон, называемый фотоэлектроном, и передает ему полную энергию за вычетом энергии связи электрона. Энергия связи обычно пренебрежимо мала по сравнению с энергией 7-излучения. Если кинетическая энергия фотоэлектрона полностью расходуется в процессе вторичной ионизации в чувствительном объеме детектора, тогда амплитуда полу-чешюго импульса соответствует первоначальной энергии 7-кванта. Сигналы, полученные таким путем от 7-излучения определенной энергии, проявляются в 7-спектре как узкие пики, называемые фотопиками. Однако следует сознавать, что в образование этих пиков фотоэлектрический эффект вносит основной, но не исключительный, вклад. Действительно, более сложные процессы, включающие эффект Комптона и образование пар, могут приводить к общему поглощению 7-излучения в детекторе, образуя импульсы, идентичные импульсам фотоэффекта. Следовательно, более правильным названием этого пика является пик полной энергии. [c.109]