Рентгеновский спектр характеристический Характеристический рентгеновский

Характеристический рентгеновский спектр образуется, когда энергия электронов превосходит порог возбуждения, характерный для атомов анодного вещества (рис. 52). Длина волны однородного характеристического излучения зависит от вещества анода и не зависит от приложенного напряжения. Характеристический рентгеновский спектр состоит из нескольких групп линий (серий), значительно отличающихся друг от друга по длине волны. Для более тяжелых элементов таких серий четыре К. I, М, N. Каждая [c.109]

Для качественного рентгенофлуоресцентного анализа важно, чтобы энергия полихроматического излучения (излучения различных длин волн) рентгеновской трубки была равна или превышала энергию, необходимую для выбивания /(-электронов элементов, входящих в состав анализируемой пробы. В этом случае спектр вторичного рентгеновского излучения содержит характеристические рентгеновские линии, длина волны которых соответствует приведенным в таблице данным. Избыточная энергия первичного излучения трубки (сверх необходимой для удаления /(-электронов) высвобождается в виде кинетической энергии фотоэлектрона. [c.781]

При исследовании рентгеновских спектров элементов Мозли установил простой закон, связывающий длины волн 3 характеристическом спектре с атомным номером испускающего их элемента z—k У Ш, где г — атомный номер, а Я — длина волны. Как видно из этого соотношения, по длинам волн характеристического спектра можно очень просто определить, каким химическим элементом был образован данный спектр. Иначе говоря, можно провести обычный анализ химического соединения. По соотношению интенсивностей линий характеристических спектров разных элементов, входящих в состав химического соединения, их содержание в анализируемом веществе, определяется с большой степенью точности. [c.53]

В отличие от оптических спектров, рентгеновские спектры мало зависят от того, находится ли атом в свободном состоянии или входит в какое-либо химическое соединение. Это объясняется тем, что оптические спектры связаны в основном с внешними (валентными) электронами. При образовании химических соединений состояния этих электронов изменяются, что сказывается на оптических спектрах. Поскольку характеристическое рентгеновское излучение связано с переходами электронов между внутренними оболочками атомов, то они оказываются мало подверженными влиянию химических связей. Как и оптические, рентгеновские спектры состоят из отдельных групп линий, различающихся по длинам волн, и называемых сериями. Серии рентгеновских спектров в отличие от оптических сравнительно просты. [c.8]

Недостаток рассматриваемого метода построения характеристической кривой — относительно небольшое число линий рентгеновского спектра одного элемента, которые могут быть использованы одновременно в качестве марок интенсивности. В случае линий /С-серии число линий равно трем, для -серии оно не превышает четырех. В этих условиях для надежного построения характеристической кривой эмульсии приходится пользоваться искусственными приемами. [c.43]

Характеристический рентгеновский спектр. При некоторых условиях возникают однородные лучи, длины волн которых зависят только от материала анода рентгеновской трубки и не зависят от приложенного к трубке напряжения. Этот вид рентгеновского излучения назвали характеристическим. [c.107]

Рис 57 Спектр характеристического рентгеновского излучения [c.107]

Характеристический рентгеновский спектр состоит из нескольких групп линий — серий, значительно отличающихся друг от друга по длине волны. Для более тяжелых элементов таких серий было найдено четыре К, /И, N (рис. 57). [c.107]

Несомненно, теория Бора— Зоммерфельда явилась крупнейшим достижением физики. Наличие в атомах дискретных состояний было подтверждено экспериментально в опытах Д. Франка и Г. Герца (1913 г.). Серьезным успехом этой теории стало также вычисление постоянной Ридберга для водородоподобных систем и объяснение структуры их линейчатых спектров. В частности, Бору удалось правильно объяснить серии спектральных линий иона Не+, до того приписываемые водороду. Теория Бора — Зоммерфельда объяснила физическую природу характеристических рентгеновских спектров, расщепление спектральных линий в сильном магнитном поле (так называемый нормальный эффект Зеемана) и другие явления. [c.17]

Если анализируемой системе сообщать достаточную энергию, то электроны атомов переходят в возбужденное состояние и примерно через 10 с спонтанно возвращаются на нижележащие энергетические орбитали с эмиссией избыточной энергии в виде дискретных и характеристических для каждого вида атомов электромагнитных колебаний в видимой, ультрафиолетовой или рентгеновской областях спектра. При этом спектры носят линейчатый характер. При возбуждении валентных (оптических) электронов свободных атомов излучаемые линии расположены в видимой и ультрафиолетовой областях спектра. При возбуждении электронов внутренних орбиталей атома излучаются кванты с более жесткой энергией (рентгеновское излучение). Линейчатые рентгеновские спектры могут быть получены при облучении анализируемого вещества электронами (рентгеноспектральный метод анализа или более жесткими, чем излучаемые, рентгеновскими квантами (рентгенофлуоресцентный метод анализа). [c.8]

Характеристический для данного элемента линейчатый спектр испускается, когда энергия бомбардирующих электронов достаточна, чтобы ионизировать атомы посредством удаления электронов из наиболее глубоких внутренних слоев (например. К). На освободившееся в /С-слое место переходит электрон с одного из вышележащих слоев Ь, М, N и т. д. При каждом из таких переходов испускается фотон рентгеновского излучения. Спектр этого излучения состоит из отдельных линий, соответствующих переходам электронов из слоев Ь, М, N и т. д. в К-слоп. Совокупность этих линий образует /С-серию рентгеновского спектра, которую обычно используют в рентгенографии. [c.352]

Рис. 100. Схема возникновения характеристических рентгеновских спектров. п — Главное квантовое число

Рис. 59. Распределение интенсивности рентгеновских лучей в характеристическом спектре

На рис. 58 показана схема возникновения К- и -серий рентгеновских лучей. В действительности характеристический рентгеновский спектр имеет более сложное строение. Практическое значение в рентгеноструктурном анализе имеют линии /(-серии Ка Каг и /(р. Анализ проводят на /(а-лучах с длиной волны X , которую определяют [c.109]

Относительные интенсивности линий в сериях характеристического рентгеновского спектра определяются соответствующими правилами отбора, т. е. вероятностями квантовых переходов, а Зависимость выходов, флуоресценции (1) и оже-электро-частоты, как уже было сказано J,pJ, вакансии в /(-оболочке (см. равенство VI.5), дают раз- от атомного номера 2 элемента ности энергии квантовых уровней электронов. [c.139]

Закон, связывающий частоту спектральных рентгеновских линий характеристического излучения С порядковым номером элементов (2), был открыт Г. Мозли (1913) и формулируется следующим образом квадратный корень из частот ) или (сД) соответствующих характеристических линий является линейной функцией порядкового номера элементов. Это означает, что если за счет энергии, поступившей извне (например, за счет мощной электронной бомбардировки), выбит электрон из атома с самой близкой к ядру орбитали (п=1), то на освободившееся место может перейти электрон со 2-й, 3-й, 4-й и т. д. орбиталей, в результате чего получается (высвечивается) квант рентгеновского излучения Е =к 2, " =/ivз, "л = /1г Спектр полученного излучения назван (-серией. Зависимость /(-серии от заряда I представлена на рис. 5.2. [c.114]

Рис. 3-4. Характеристический рентгеновский спектр молибдена, наложенный на непрерывный спектр.

Мозли нашел эмпирическую формулу, в которой частота V /Са-линии характеристического рентгеновского спектра элемента связана с порядковым номером [c.94]

В 1914 г. английским ученым Г. Мозли был открыт следующий закон корень квадратный из волнового числа определенной линии характеристического рентгеновского спектра элемента есть линейная функция заряда ядра, или, что то же, порядкового номера элемента [c.22]

В, D V —часть детерминанта, построенная на АО валентных электронов всех атомов 10 —части детерминанта, содержащие только нули. Как известно из алгебры, такой детерминант разбивается на произведение детерминантов вида А В . .. D IV]. Если полученное таким образом выражение подставить в уравнение (II, 10), т. е. записать равенство А В . .. Dl V1=0, то это уравнение разобьется на несколько независимых уравнений более низких степеней А =0, В1=0,. .., D =0, V =0. Разбиение уравнения (II, 10) на несколько уравнений приводит к распаду системы (11,9) на независимые уравнения, описывающие внутренние электронные слои каждого атома и систему, характеризующую электроны валентных слоев всех атомов. Из уравнений для внутренних электронов получаются примерно такие же волновые функции, как из уравнений для свободных атомов. Это указывает на то, что состояния электронов внутренних атомных слоев почти не изменяются при объединении атомов в молекулы. Такой вывод- подтверждается экспериментально, например, при изучении характеристических рентгеновских спектров, хотя при более тонких исследованиях обнаруживаются так называемые химические сдвиги в этих спектрах, появляющиеся как результат влияния химической связи на внутренние электронные слои. Для решения многих химических задач достаточно в качестве базисных функций выбирать АО внешних слоев (или функции, им соответствующие). При этом число электронов в системе равно числу валентных электронов. [c.36]

Жидкости и аморфные тела в отличие от кристаллов не дают дискретных дифракционных максимумов. Поэтому для исследования их структуры важно знать общий ход интенсивности в зависимости от угла рассеяния. Поскольку характеристический спектр рентгеновского излучения состоит из дискретных длин волн, каждая из которых дает свою дифракционную картину, то используемое излучение должно быть монохроматическим. Наиболее интенсивной в рентгеновском спектре является / ol-линия, поэтому кажется естественным, что в структурном анализе жидкостей используется именно /Са-излучение. Сопровождающее его /Ср-излучение рассеивается веществом независимо от / i-излучения. В результате возникают две дифракционные картины одна от Кш -, а другая от -излучения, что затрудняет их расшифровку. Поэтому ATp-излучение отфильтровывается. [c.91]

В зависимости от механизма возбуждения рентгеновское излучение называется или тормозным или характеристическим. Тормозное излучение возникает при торможении быстрых электронов на атомах исследуемого вещества и представляет собой непрерывный спектр. Характеристический спектр — линейчатый рентгеновский спектр, возникающий при переходах электронов из внещних слоев атома на близко расположенные к ядру внутренние Л -, 1-, М-, Л -электронные слои. Для его возникновения необходимо, чтобы под действием какого-либо внешнего возбуждения теми же электронами пли фотонами высокой энергии электроны внутренних слоев перешли на свободные уровни внешних слоев. При возвращении такого возбужденного атома в основное нормальное состояние испускается квант характеристического излучения согласно (111.3). На рис. 82 показана схема возникновения характеристических рентгеновских спектров. Линии в пределах каждой серии отличают друг от друга индексами, обозначаемыми буквами греческого алфавита, например Ка, Кц, а, р, V и т. д. [c.181]

Рис. 82. Схема возникновения характеристического рентгеновского спектра

Механизм возникновения характеристического рентгеновского излучения состоит в том, что электроны катодных лучей при достаточной энергии выбивают электроны из атомов материала антикатода. На освободившиеся места переходят электроны из вышележащих уровней, излучая при этом кванты энергии, отвечающие данной серии линий. Если, допустим, окажется выбитым электрон из второго уровня (L), то на его место может перейти электрон из третьего уровня. Тогда произойдет излучение кванта с частотой линии L при переходе электрона с четвертого уровня на второй последует излучение с частотой, отвечающей линии р и т. д. Таким образом, в характеристическом спектре появится L-серия линий, М-серия появляется при переходе электрона из более высоких уровней в освободившиеся места [c.75]

Принципиальная схема установки для рентгенофлуоресцентного анализа показана на рис. 33.3. Первичное излучение рентгеновской трубки / попадает на пробу 2, в которой возбуждается характеристическое вторичное рентгеновское излучение атомов элементов, входящих в состав пробы. Отражающиеся от поверхности пробы рентгеновские лучи самых разнообразных длин волн проходят через коллиматор 3 —систему из параллельных молибденовых пластин, предназначенную для пропускания параллельных идущих только в одном направлении лучей. Расходящиеся лучи других направлений поглощаются внутренней поверхностью трубок. Идущие от пробы лучи разлагаются в спектр, т. е. распределяются по длинам волн посредством кристалла-анализатора 4. Угол отражения лучей 0 от кристалла равен углу падения однако [c.783]

Рассмотрим теперь закономерности в характеристических рентгеновских спектрах элементов, открытых в 1913—1914 гг. английским ученым Мозли. Рентгеновские излучения возникают в рентгеновской (вакуумной) трубке под влиянием бомбардировки потоком электронов (катодных лучей) материала антикатода, который и является их излучателем. Длины волн рентгеновских излучений 0,006—2 нм (см. схему в гл. III). По выходе из трубки они с помощью кристаллов могут быть разложены в спектр. В этих спектрах обнаруживаются линии характеристических излучений, индивидуальных для каждого элемента и почти не зависящих от того, в каком соединении находится элемент в материале антикатода. Характеристические спектры состоят из ряда серий К, L, [c.92]

В процессе неупругого рассеяния электронов пучка рентгеновское излучение может возникать за счет двух совершенно различных процессов 1) торможения электрона пучка в кулоновском поле атома, состоящего из ядра и слабо связанных электронов, приводящего к возникновению непрерывного спектра рентгеновского излучения с энергией от нуля до энергии падающего электрона, как показано на рис. 3.32 это излучение называется непрерывным, или тормозным рентгеновским излучением 2) взаимодействия электрона пучка с электронами внутренних оболочек, которое может привести к выбиванию связанного электрона, покидающего атом в возбужденном состоянии с вакансиями на электронной оболочке (рис. 3.33). При возвращении атомов в стационарное состояние происходит электронный переход с внешних оболочек для заполнения этой вакансии. При переходе происходит изменение энергии и высвободившаяся энергия атома может проявиться либо в форме испускания рентгеновского кванта, либо в форме испускания (оже) электрона. Так как энергия испускаемого рентгеновского кванта определяется разностью энергии между четко определенными атомными уровнями, это излучение называется характеристическим рентгеновским излучением. [c.66]

Метод характеристических фильтров. Если при взаимодействии электронов или фотонов с веществом с ближайшей к ядру /(-оболочки выбивается электрон, то цри заполнении образующихся вакансий электронами с вышележащих уровней (L, Ai и т. д.) испускаются кванты характеристического рентгеновского излучения. Спектр этого излучения состоит из отдельных линий, соответствующих энергиям перехода электронов в /С-оболоч-ну с вышележащих уровней. Совокупность этих линий образует /(-серию рентгеновского спектра. Если в результате взаимодействия излучения с атомами анализируемого элемента выбивается электрон L-ypoBHH, то образуется L-серия характеристического спектра и т. д. [c.155]

В 1906 г. Чарлз Гловер Баркла установил, что различные элементы испускают определенные серии характеристических рентгеновских лучей. Уильям Генри Брэгг и его сын Уильям Лоренс Брэгг смогли объяснить это в 1912 г. дифракцией рентгеновских лучей кристаллическими веществами. В 1913 г. Генри Мозли, используя в качестве антикатодов в рентгеновских трубках различные элементы, получил по методу Брэггов эмиссионные спектры этих элементов. При этом он обнаружил, что длины волны таких рентгеновских лучей уменьшаются с увеличением атомной массы излучающего элемента. Связь между увеличением атомной массы элементов и уменьшением длины волны зависела от величины положительного заряда ядра атома. Мозли составил диаграмму и показал, что, зная длину волны рентгеновских лучей, можно рассчитать электрический заряд ядра элемента. Например, заряд ядра равен для водорода +1. гелия +2, лития +3, урана -(-92. Величина заряда ядра соответствует порядковому номеру, понятие о котором ввел Иоганнес Роберт Ридберг, чтобы исправить выявленное нарушение закономерности в расположении элементов в периодической системе. Некоторые элементы с большей атомной массой размещены в соответствии с зарядом их ядра в системе перед элементами с меньшей массой (Аг — перед К, Со — перед №, Те — перед I). Именно в этом заключается физический смысл порядкового номера элемента. [c.104]

Глава 1. Взаимодействие рентгеновских лучей с веществом и рентгеновские спектры. 1-1. Характеристическое рентгеновское излучение (длины волн К-серии рентгеновского излучения, длины волн Ь-серии рентг(Шовского излучения, относительные интенсивности линий if-серии характеристического спектра, ширина линий характеристического спектра, индексы асимметрии линий характеристического спектра). 1-2. Перевод С-единиц в абсолютные ангстремы. 1-3. Соотношения между единицами коэффициентов поглощения. 1-4. Рассеяние рентгеновских лучей (рассеяние рентгеновских лучей различных энергий электронными оболочками и ядрами атомов, рассеяние рентгеновских лучей в газах, массовые коэффициенты рассеяния рентгеновских лучей, массовые коэффициенты рассеяния о /р, коэффициенты рассеяния сечения некогерентного рассеяния рентгеновских лучей). 1-5. Поглощение рентгеновских лучей (скачок поглощения для некоторых элементов, вычисление коэффициентов поглощения, номограмма для определения коэффициентов поглощения). 1-6. Суммарное ослабление рентгеновских лучей (атомные коэффициенты ослабления для элементов, массовые коэффициенты ослабления у,/р для элементов, массовые коэффициенты ослабления ц/р для больших длин волн, массовые коэффициенты ослабления ц/р для малых длин волн, массовые коэффициенты ослабления ц/р для некоторых соединений, толщина слоя половинного ослабления рентгеновских лучей для некоторых элементов, толщина слоя ослабления при различных углах падения лучей на образец). 1-7. Ионизирующее действие рентгеновских лучей. 1-8. Преломление рентгеновских лучей (единичные декременты показателя преломления, углы полного внутреннего отражения). [c.320]

Данное явление лежит в основе метода рентгенофлуорес-центного анализа (РФА). Если заполняются вакансии в Ь оболочке в результате перехода электронов с М оболочки, то получается I серия линий рентгеновского спектра и т. д. Частота характеристического излучения зависит от атомного номера электрона (по закону Мозли квадрат частоты определенной серии и атомный номер связаны линейной зависимостью), на чем основывается качественный РФА, В основе количественного анализа [c.138]

Из равенства (VI.6) видно, что при известной входящей в него первой разности, например, из данных о характеристическом рентгеновском спектре и по измеренной кинетической энергии оже-электронов можно определять энергию связи электрона на уровнях внешней оболочки. Спектр регистрируется как функция распределения оже-электронов М(Еккн) (рис. VI.2, г) или производной dN Е [c.139]

РЕНТГЕНОВСКИЕ ЛУЧИ — электро магнитные колебания весьма малой длины волн, возникающие при воздействии на вещество быстрыми электронами. Р. л. открыты в 1895 г. В. Рентгеном. Волновая природа Р. л. установлена в 1912 г. М. Лауэ, открывшим явление интерференции Р. л. в кристаллах. Это открытие явилось основой развития рентгеноструктурного анализа. Р. л. невидимы для глаза, обладают способностью вызывать яркую видимую флюоресценцию в некоторых естественных и в искусственно изготовляемых кристаллических веществах, они действуют на фотоэмульсию и вызывают ионизацию газов. Этими свойствами Р. л. пользуются для обнаружения, исследования и практического использования Р. л. Различают два типа Р. л. тормозное и характеристическое излучение. Тормозное излучение возникает при попадании электронов на антикатод рентгеновской трубки оно разлагается в сплошной спектр. Характеристические Р. л. образуются при выбивании электрона из одного из внутренних слоев атома с последующим переходом на освободившуюся орбиту электрона с какого-либо внен)не-го слоя. Они обладают линейчатым спектром, аналогичным оптическим спектрам газов, с той лишь разницей, что структура характеристического спектра, в отличие от оптического спектра газов, не зависит от вещества, дающего этот спектр. Зависимость от вещества проявляется только в том, что с увеличением порядкового номера элемента в периодической системе элементов Д. И. Менделеева весь его характеристический рентгеновский спектр смещается в сторону более коротких волн. Другой особенностью характеристических спектров является то обстоятельство, что каждый элемент дает свой спектр независимо от того, возбуждается ли этот элемент к испусканию в свободном состоянии или в химическом соединении. Это свойство является основой рентгеноспектрального йпализа. Р. л. широко используются в науке и технике. Высокая про- [c.213]

Рис. 3-5. Схема спектрометра Брана, использованного Мозлн при изучении характеристических рентгеновских спектров

Справочник химика 21

Химия и химическая технология