Поглощение рентгеновских луче фотоэлектрическое

Рис. 5.5. Зависимость массового коэффициента фотоэлектрического поглощения рентгеновских лучей т/р в Ge и Ag от длины волны

Такого плана я пытался придерживаться при подготовке второго издания Общей химии . Мною введены две новые главы, посвященные атомной физике (гл. П1 и Vni). В этих главах довольно подробно рассмотрены вопросы, связанные с открытием рентгеновских лучей, радиоактивности, электронов и атомных ядер, описана природа и свойства электронов и ядер, изложена квантовая теория, фотоэлектрический эффект и фотоны, теория атома по Бору, отмечены некоторые изменения наших представлений об атоме, внесенные квантовой механикой, рассмотрены другие вопросы учения о строении атома. Все это позволит студенту первого курса вычислить энергию фотона света данной длины волны и предсказать, приведет ли поглощение света данной длины волны к расщеплению молекулы на атомы. Некоторые разделы элементарной физической химии в книге изложены подробнее, чем это было сделано в первом издании. Введена отдельная глава, посвященная биохимии. Значительной переработке подверглось изложение химии металлов. Рассмотрение вопросов, относящихся к химии металлов, начинается теперь с главы, в которой показаны характерные особенности металлов и сплавов и описаны методы добычи и очистки металлов. Затем следуют три главы, посвященные химии переходных металлов в первой главе рассмотрены скандий, титан, ванадий, хром, марганец и родственные им металлы во второй — железо, кобальт, никель, платиновые металлы в третьей — медь, цинк, галлий, германий и ближайшие к ним по свойствам металлы. В той или иной мере пересмотрено и большинство других глав. [c.10]

Действие фотоэлектрических детекторов основано на возникновении свечения при поглощении рентгеновских лучей фосфором (т. е. флуоресцирующим материалом). Термин флуоресцирующий относится здесь не к рентгеновскому излучению, а к фосфору. [c.71]

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

Уменьшение интенсивности рентгеновских лучей при прохождении через вещество можно связать с двумя основными процессами. Одним из них является рассеяние падающего излучения. Обычно этот эффект становится заметным только для систем, в которых значения Z малы и (или) длина волны X велика. Вторым процессом является поглощение рентгеновских лучей, связанное с фотоэлектрическим эффектом. При этом энергия падающего рентгеновского кванта преобразуется в кинетическую энергию выбитого из атома фотоэлектрона. Одним из следствий этого эффекта является испускание характеристических рентгеновских лучей (см. гл. 5, раздел IVA). [c.129]

Критическое поглощение рентгеновских лучей. Выше уже упоминалось о резких изменениях коэффициентов поглощения при тех значениях энергии фотонов, которые соответствуют энергии связи электронов в атомах поглощающей среды. Наличие таких скачков поглощения и изменение их положения при переходе от элемента к элементу можно использовать для определения энергии характеристических рентгеновских лучей. Для того чтобы лучше уяснить основы так называемого метода критического поглощения, напомним, что испускание характеристических рентгеновских лучей обусловлено переходом электрона с одной из орбит на вакантное место в оболочке, расположенной ближе к ядру, например с Ь-оболочки на -оболочку . С другой стороны, для того чтобы произошло фотоэлектрическое поглощение фотона, необходимо, чтобы его энергия была достаточна для преодоления энергии связи электрона на данном уровне и перевода его на один из внешних вакантных уровней или удаления из атома. Отсюда следует, что всякий элемент является плохим поглотителем своих собственных характеристических рентгеновских лучей. Действительно, энергия ЛГ -излучения данного элемента равна разности энергий связи электрона на К- и Ь-уровнях и поэтому недостаточна для перевода электрона с / -уровня на один из свободных внешних уровней (или, тем более, для полного отделения от атома). Однако энергия связи электрона на данном уровне понижается с уменьшением X. Вследствие этого энергия а-излучения элемента X может оказаться близкой (но несколько выше) к энергии связи электрона в / С-оболочке одного из соседних элементов с более низким атомным номером это приводит к избирательному поглощению излучения этим элементом (в отличие от элементов с более высокими значениями X). Таким образом, два рядом стоящих элемента обладают существенно различными коэффициентами поглощения данного Х-излучения поглощение в наиболее эффективном элементе называют критическим поглощением. Критическое поглощение может наблюдаться не только для Г-линий, но также и для -линий, особенно в случае тяжелых элементов. [c.119]

Поглощение света далекой ультрафиолетовой и мягкой рентгеновской областей спектра имеет большое значение для оценки фотоэлектрических процессов в газе, на электродах и на стенках. В работе, выполненной недавно в области вакуумного ультрафиолета, приводится зависимость коэффициента поглощения а от длины волны ). для непрерывного поглощения в различных газах (табл. 12). При уменьшении л значение а имеет обычно ряд пиков, относящихся к различным полосам кли линиям, затем оно круто возрастает вблизи порога ионизации (табл. 11) и после прохождения максимума медленно уменьшается. При еще более коротких X наблюдаются скачкообразные изменения, соответствующие границам поглощения рентгеновских лучей в электронных оболочках (рис. 40). [c.83]

Рис. П. Превращения пучка рентгеновских лучей. При ослаблении пучка веществом (точнее — при исчезновении рентгеновских квантов из пучка) могут происходить процессы двух типов фотоэлектрическое поглощение, измеряемое величиной х, и рассеяние, измеряемое величиной а (по уравнению (8)]

Такая структура каждого из двух полей имеет существенное значение в явлениях прохождения рентгеновских лучей в поглощающих кристаллах. Так как главным механизмом истинного поглощения рентгеновских лучей является фотоэлектрический эффект, поглощение существенно локализовано на атомах и, следовательно, на атомных плоскостях. Сильнее будет поглощаться то поле, которое имеет максимумы на атомных плоскостях. [c.49]

Для эффективного использования фотоэлектрического поглощения в аналитических целях необходимо обеспечить максимальное различие в поглощении рентгеновского излучения контролируемым элементом и наполнителем. Это достигается соответствующим выбором энергии излучения и толщины слоя анализируемого образца. При заданной энергии рентгеновских лучей (см. рис. 2) лучше, если 2 контролируемого элемента и Z наполнителя будут находиться на одном из непрерывных участков кривой зависимости т от Z, например на первом непрерывном участке, расположенном слева от /С-скачка поглощения. Если эти элементы будут находиться по разные стороны от скачка поглощения, то даже большая разница в атомных номерах не всегда обеспечит достаточное различие в поглощении рентгеновского излучения. Так, из рис. 2 видно, что при к — 0,056 нм различить цинк на фоне неодима невозможно, поскольку их массовые коэффициенты поглощения практически равны. [c.25]

Для излучения с длинами волн К > 0,04 нм вероятность фотоэлектрического поглощения рентгеновских лучей почти во всех веществах на несколько порядков больше, чем вероятность рассеяния, так что уравнение (9) в этом случае можно записать в виде [c.14]

Поскольку интенсивность очень мягких рентгеновских лучей (1—100 KeV) зачастую можно определять с большей эффективностью, чем интенсивность у-лучей, они представляют существенный интерес при исследованиях с радиоактивными индикаторами. Особенно велико значение этих рентгеновских лучей в тех случаях, когда отсутствуют другие виды излучения. При этом основным видом взаимодействия излучения с веществом является фотоэлектрическое поглощение, так что ионизационные камеры и счетчики должны иметь слабо поглощающие окошки и их следует наполнять газом с высоким коэфициентом поглощения. При измерении интенсивности радиоактивных образцов существенное значение имеет определение поглощения в самих образцах, поскольку эти рентгеновские лучи поглощаются сильнее, чем большинство 8-частиц, особенно в присутствии элементов с большим атомным номером. Для введения соответствующих поправок на поглощение в радиоактивных образцах можно пользоваться теми же теоретическими и практическими методами, которые были описаны для -частиц. [c.53]

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]

Фотоэлектрическое поглощение у-лучей сильно зависит от порядкового номера поглотителя это позволяет в целом ряде практически важных случаев определять содержание отдельных элементов в присутствии некоторых других компонентов смеси. Например, массовые коэффициенты поглощения у-излучения с длиной волны 2 А (рентгеновское излучение изотопа Мп , образующегося в результате К-захвата в изотопе Ре ) для некоторых элементов составляют [c.279]

Переменная составляющая приложенного к трубке напряжения вызывает непрерывное изменение эффективности возбуждения рентгеновских лучей на протяжении каждого периода (этап II, табл. 9). Полихроматический пучок рентгеновских лучей для каждой длины волны имеет свой полный коэффициент поглощения и свое отношение коэффициентов фотоэлектрического поглощения и рассеяния (этап V). Точный учет этих факторов весьма затруднен. К счастью, для расчетов, результаты которых даны в табл. 9 (см. также рис. 53), достаточны разумные оценки. Эффективность была вычислена для среднеквадратичного напряжения, которое в 2 раз меньше амплитудного напряжения. Эффективная длина волны пучка была [c.139]

В процессе фотоэлектрического поглощения часть энергии поглощенного рентгеновского кванта идет на возбуждение атома, другая часть сообщает кинетическую энергию выбитому фотоэлектрону. Часть возбужденных атомов переходит в нормальное состояние, излучая характеристический спектр. Другая часть возбужденных атомов переходит в нормальное состояние без излучения, что объясняется процессом Оже. Этот процесс заключается во внутреннем поглощении характеристического излучения, приводящем к появлению вторичных фотоэлектронов и сателлитов рентгеновских линий. Часть первичного рентгеновского луча поглощается при рассеянии, и коэффициент т относится к излучению с измененной и неизмененной длиной волны. Как следует из табл. 2. оба параметра (т и а) по-разному зависят [c.208]

Фотоэлектрический зффект. Это основной вид поглощения фотонов низкой энергии 25 кэВ) в ткани. Этот процесс сходен с уже описанным процессом образования характеристических рентгеновских лучей. Здесь фотон взаимодействует со связанным электроном атома и поглощается, что приводит к выбиванию электрона с орбиты с энергией [c.16]

Ослабление интенсивности происходит из-за фотоэлектрического поглощения и рассеяния (образованием электронно-позитронных пар можно пренебречь для лучей, испускаемых обычными рентгеновскими трубками). Эти процессы независимы, поэтому линейный и массовый коэффициенты ослабления являются суммой коэффициентов поглощения и рассеяния х=т+0 я/р=т/р- а/р. [c.149]

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]

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]

Выше уже говорилось, что, согласно модельным представлениям, получившим в настоящий момент наибольшее развитие в квантово-механической теории металла, металл рассматривают как кристаллическую решетку, образованную положительно заряженными ионами и скрепленную заполняющим се электронным газом, подчиняющимся статистике Ферми. При этом электроны считают свободными или полусвободными (во втором прибл1тжении) и описывают их поведение с помощью волновой функции, представляющей собой одну волну или совокупность нескольких плоскхгх волн. Блохинцев и Гальперин [101] пытались в свое время вычислить коэффициент истинного фотоэлектрического К-поглощения в металле, исходя из предположения о пригодности гипотезы свободных электропов для теоретического расчета процесса иот лощения рентгеновских лучей в этой группе веществ. Допуская для волновой функции Тр-, описывающей поведение вырванного в процессе поглощения рентгеновских лучей К-электрона за пределами атома, справедливость выражения [c.174]

Примером эффективного использования фотоэлектрического, или истинного, поглощения рентгеновских лучей для целей количественного химического, анализа является простой рентгеноабсорбционный анализ, который основан на измерении поглощения рентгеновских лучей при их прохождении через анализируемый образец. Возможности использования для анализа полимеров поглощения рентгеновских лучей непосредственно вытекают из уравнений (3), (5)—(7), (10) — (12). [c.24]

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]

Длина волны компонента излучения, имеющей наибольшую интенсивность, примерно вдвое больше длины наиболее короткой волны граница в сторону возрастающих длин волн определяется толщиной используемых фильтров, поскольку длинные волны имеют более высокий коэффициент поглощения, чем короткие. Так, рентгеновская трубка, работающая при напряжении 160 К№ с фильтром 0,7 мм Си и 1,2 мм А1, испускает непрерывный спектр волн длиной от 0,078 приблизительно до 0,4 А. Эффективная длина волны этого излучения, условно определяемая как длина волны монохроматического излучения, ослабляемого вдвое тем же медным фильтром, который ослабляет вдвое данное смешанное излучение, равно 0,15 А. Кванты энергии для наименьшей, наибольшей и эффективной длин волн равны соответственно 160, примерно 30 и 83 кэв . Рассеяние энергии в ткани, облучаемой рентгеновыми лучами большой длины волны, например 1,5 А, происходит следующим образом при прохождении потока рентгеновских фотонов через ткань некоторые из них поглощаются атомами. Энергия фотона (8 /сэвдля рентгеновых лучей с длиной волны 1,5 А) поглощается полностью каждый индивидуальный акт поглощения сопровождается ионизацией, т. е. вырыванием электрона из атома (фотоэлектрический эффект). Вну- [c.12]