- •Занятие 1
- •1. Сведения из истории открытия
- •1895 Г. Ознаменовался открытием, значение которого трудно переоценить и сегодня. Немецкий физик в. К. Рентген при работе с катодной трубкой обнаружил проникающее излучение от тех участков трубки, где
- •2. Природа и получение рентгеновского излучения
- •Источники х – лучей
- •Характеристический спектр
- •В рентгеноструктурном анализе для определения абсолютной интенсивности монохроматического пучка считают число фотонов, испускаемых или поглощаемых за 1 секунду.
- •Интенсивность характеристического рентгеновского излучения
- •Занятие 2
- •Происходит когерентное рассеяние – расс еяние без изменения частоты есть результат упругих столкновений х-квантов и связанных электронов.
- •Закон ослабления х-лучей.
- •Линейный коэффициент ослабления зависит, кроме того, от плотности вещества, т.Е., от его агрегатного состояния, температуры, давления.
- •Эффект максимального поглощения излучения определенных длин волн называется селективным поглощением.
- •Когерентное рассеяние х-лучей
- •Интенсивность рассеянного луча определяет рассеивающую способность объекта.
- •Принимается, что объем , содержащий заряд , рассеивает волну, амплитуда которой равна рассеиваемой электроном амплитуде, но умноженной на .
- •Р исунок 1. Дифракция рентгеновских лучей в кристалле
- •Формулы структурной амплитуды для кристаллов с разными ячейками Бравэ
- •Преобразование формул при наличии элементов симметрии
- •Факторы, влияющие на интенсивность рентгеновского луча
- •Число плоскостей решетки, эквивалентных с точки зрения симметрии, называется фактором повторяемости.
- •Метод проб и ошибок
- •Метод фурье
- •Метод Паттерсона
В рентгеноструктурном анализе для определения абсолютной интенсивности монохроматического пучка считают число фотонов, испускаемых или поглощаемых за 1 секунду.
Интенсивность характеристического рентгеновского излучения
Интенсивность характеристической линии для данной трубки зависит от силы тока, проходящего через трубки, и приложенного напряжения. Вид этой зависимости установлен экспериментально
, (18)
где - потенциал возбуждения К- серии, ~1,5 ÷ 2.
Если анод может выдержать максимальную энергию , то сила тока должна быть не больше
и тогда максимальная интенсивность характеристической линии будет
. (19)
Из (19) следует, что рост интенсивности с увеличением напряжения не безграничен. Величина стремится к некоторому пределу, т.к. показатель степени в (19) стремится к 1 при очень больших значениях . Поэтому даже при очень больших напряжениях увеличение отдачи источника излучения ограничено (рис.11 ,а).
Отношение интенсивности К-линии к суммарной интенсивности белого спектра имеет вид (рис.11 ,б). Определяется это расчетом по (19). При постоянной мощности растет пропорционально , а суммарная интенсивность пропорционально . Отношение быстро растет до значений , затем в широком интервале не меняется, а при превышении >5 медленно уменьшается. Отсюда следует, что оптимальные условия работы трубки при работе с характеристическим излучением будут при 3< <5. Это можно показать аналитически. Найдем отношение . Определим условие максимума этого значения
(20)
Условие экстремума . Из (20) получим
Равенство числителя нулю дает
.
Т.к. , получим, что максимальному значению соответствует значение .
Занятие 2
Взаимодействие рентгеновского излучения с веществом
При прохождении Х-излучения через вещество его интенсивность ослабляется. Причиной этого являются два процесса – поглощение и рассеяние. Поглощение Х-лучей необходимо учитывать при: а - расчете интенсивности дифрагированных кристаллом лучей; б – при выборе излучения. Рассеяние Х-лучей лежит в основе явления их дифракции при прохождении через кристалл.
Виды взаимодействия.
Процесс взаимодействия так и с позиций классической электродинамики Х-излучения с веществом можно рассматривать как с позиций квантовой теории.
Будем рассматривать Х-излучение как поток квантов, а атом в рамках планетарной модели.
Когерентное взаимодействие
Пусть Х-квант взаимодействует с электроном внутренней оболочки атома. Энергия кванта недостаточна для вырывания электрона из этой оболочки.
< ,
- энергия электрона на данном энергетическом уровне,
- его энергия после перехода на первый свободный уровень.
В первом приближении взаимодействие кванта с электроном можно рассматривать как столкновение одной частицы (движущейся) с другой, наглухо закрепленной в определенном положении (не определенном уровне). В результате квант меняет свое направление без изменения энергии, а, следовательно, и частоты.