1X射线物理学基础2学时
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劳埃由于发现X射线的晶体 衍射效应也在1914年获得了 诺贝尔物理奖。
爱因期坦称，劳埃的实验是 “物理学最美的实验”。它 一箭双雕地解决了X射线的 波动性和晶体结构的周期性。
西南科技大学分析测试中心
后来的科学证明，与可见光一样，X射线的本 质 是 一 种 电 磁 波 （ 波 长 范 围 为 0.01 ～ 100Å之 间），它具有波粒二象性。即它既具波动性， 又具有粒子性。在X射线衍射分析中应用的主 要是它的波动性，反映在传播过程中发生干涉、 衍射作用。在与物质相互作用进行能量交换时， 则表现出它的粒子性。
H.C.Crick、JAMES h.f.Wilkins
d.Watson、
1964 化学
Dorothy Crowfoot Hodgkin
1985 化学
霍普特曼Herbert Hauptman 卡尔Jerome Karle
鲁斯卡E.Ruska
1986 物理
宾尼希G.Binnig
罗雷尔H.Rohrer
1994 物理
1901 物理
伦琴Wilhelm Conral Rontgen
1914 物理
劳埃Max von Laue
1915 物理
亨利.布拉格Henry Bragg 劳伦斯.布拉格Lawrence Bragg.
1917 物理
巴克拉Charles Glover Barkla
1924 物理
卡尔.西格班Karl Manne Georg Siegbahn
1896年，伦琴将他的发现和初步研究结果写 了一篇论文，发表在英国的《Nature》上。
这一伟大发现很快在医学上获得了应用—— X射线透视技术。
1910年，诺贝尔奖第一次颁发，伦琴因X射 线的发现而获得第一个诺贝尔物理学奖。
西南科技大学分析测试中心
对X射线本质的争论，焦点集 中在它到底是是：粒子流？还 是电磁波？
h hc
p h
式中 h—普朗克常数，等于6.625×10-34J·s c—X射线的速度，等于2.998×108m/s
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电磁波谱：
宇宙射线、-射线、X-射线、UV、Vis、IR、微波、无线电波
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20世纪与X射线相关的诺贝尔奖获得情况
年份 学科
得奖者
西南科技大学分析测试中心
1.3 X射线的产生及X射线管
凡是以高速运动的粒子（如电子）碰到障碍骤 然停止，即可发出X射线。
高速运动的电子与物体碰撞时，发生能量转换， 电子的高速运动受阻失去动能，其中一小部分 （1％左右）能量转变为X射线，而绝大部分 （99％左右）能量转变成热能使物体温度升高。
-
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1.1 引言
在科研、生产、商业和日常活动中，我们常遇 到这样的疑惑：
这是一种什么物质？ 此物质与彼物质之间有何区别？ 某物质中含有哪些杂质或有害物质？用何方法鉴定？
显示 器
数据输出
高压发生器
X射线发生器 （XG）
计数
管
ＨＶ
计数存储装置（ECP）
2θ（°）
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1.2 X射线的本质
1895年，伦琴（W.C. Roentgen）研究真空管 高压放电时，发现阴极管能放出一种有穿透 力的肉眼看不见的射线：偶然发现镀有氰亚 铂酸钡的硬纸板会发出荧光。由于它的本质 在当时是一个“未知数”，故称之为X射线， 也称伦琴射线。
+
阴级
阳级
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X射线管
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1.4 X射线谱
由X射线管发出的X射线 包含两部分：一部分是具 有连续波长的“白色”X 射线，称为连续谱或“白 色”谱；另一部分它的波 长是由阳极金属材料成分 所决定的，称为特征X射 线或特征谱，也称为单色 谱或标识谱。
布罗克豪斯 B.N.Brockhouse 沙尔 C.G.Shull
内容 X射线的发现 晶体的X射线衍射 晶体结构的X射线分析 元素的特征X射线 X射线光谱学 电子衍射 化学键的本质 蛋白质的结构测定
脱氧核糖核酸DNA测定 青霉素、B12生物晶体测定 直接法解析结构 电子显微镜 扫描隧道显微镜
中子谱学 中子衍射
X射线的波动性：X射线作为电磁波，具有电 场矢量和磁场矢量。它以一定的波长和频率在
空间传播：v＝c/。
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X射线粒子性：表现为以光子形式辐射和吸收时具有 的一定的质量、能量和动量。
具体表现形式如在与物质相互作用时可交换能量，产 生如光电效应、二次电子等。
X射线的频率ν、波长λ及其光子的能量ε、动量 p 之间 存在如下关系：
引出科学问题：
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X射线物相分析的原理？仪器？样品？ X射线物相分析有什么用？ 如何从X射线物相分析所给出的数据
中提取更多的信息？ 包括成分、结构、形成方式（条件）、 结晶度、 晶粒度？等等。
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水冷系统 水冷
X线管
控制驱动装置
测角 仪 样品
角度扫描பைடு நூலகம்
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X射线 X--ray
晶体 crystal
劳埃斑 Laue spots
晶体的三维光栅 Three-dimensional “diffraction grating”
西南科技大学分析测试中心
1912年劳埃以晶体为光栅， 发现了晶体的X射线衍射现 象，确定了X射线的电磁波 性质。此后，X射线的研究 在科学技术上给晶体学及其 相关学科带来突破性的飞跃 发展。
认为X射线是物质粒子流的科 学家中有W. H. 布拉格。
他的儿子 W. L. 布拉格则对X 射线的波动性进行了深入的研 究，并给出了著名的布拉格方 程。
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对X射线波动性最完 美的研究是德国物理 学家劳埃（Laue）。
1912年，劳埃是德国 慕尼黑大学非正式聘 请的教授。著名物理 学家索末菲的一名研 究生厄瓦耳向他请教 关于光在晶体中散射 的数学分析问题时， 产生了在一种想 法……
1937 物理
戴维森Clinton Joseph Davisson 汤姆孙George Paget Thomson
1954 化学
鲍林Linus Carl Panling
1962 化学
肯德鲁John Charles Kendrew 帕鲁兹Max Ferdinand Perutz
1962
生理医学
Francis Maurice
爱因期坦称，劳埃的实验是 “物理学最美的实验”。它 一箭双雕地解决了X射线的 波动性和晶体结构的周期性。
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后来的科学证明，与可见光一样，X射线的本 质 是 一 种 电 磁 波 （ 波 长 范 围 为 0.01 ～ 100Å之 间），它具有波粒二象性。即它既具波动性， 又具有粒子性。在X射线衍射分析中应用的主 要是它的波动性，反映在传播过程中发生干涉、 衍射作用。在与物质相互作用进行能量交换时， 则表现出它的粒子性。
H.C.Crick、JAMES h.f.Wilkins
d.Watson、
1964 化学
Dorothy Crowfoot Hodgkin
1985 化学
霍普特曼Herbert Hauptman 卡尔Jerome Karle
鲁斯卡E.Ruska
1986 物理
宾尼希G.Binnig
罗雷尔H.Rohrer
1994 物理
1901 物理
伦琴Wilhelm Conral Rontgen
1914 物理
劳埃Max von Laue
1915 物理
亨利.布拉格Henry Bragg 劳伦斯.布拉格Lawrence Bragg.
1917 物理
巴克拉Charles Glover Barkla
1924 物理
卡尔.西格班Karl Manne Georg Siegbahn
1896年，伦琴将他的发现和初步研究结果写 了一篇论文，发表在英国的《Nature》上。
这一伟大发现很快在医学上获得了应用—— X射线透视技术。
1910年，诺贝尔奖第一次颁发，伦琴因X射 线的发现而获得第一个诺贝尔物理学奖。
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对X射线本质的争论，焦点集 中在它到底是是：粒子流？还 是电磁波？
h hc
p h
式中 h—普朗克常数，等于6.625×10-34J·s c—X射线的速度，等于2.998×108m/s
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电磁波谱：
宇宙射线、-射线、X-射线、UV、Vis、IR、微波、无线电波
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20世纪与X射线相关的诺贝尔奖获得情况
年份 学科
得奖者
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1.3 X射线的产生及X射线管
凡是以高速运动的粒子（如电子）碰到障碍骤 然停止，即可发出X射线。
高速运动的电子与物体碰撞时，发生能量转换， 电子的高速运动受阻失去动能，其中一小部分 （1％左右）能量转变为X射线，而绝大部分 （99％左右）能量转变成热能使物体温度升高。
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1.1 引言
在科研、生产、商业和日常活动中，我们常遇 到这样的疑惑：
这是一种什么物质？ 此物质与彼物质之间有何区别？ 某物质中含有哪些杂质或有害物质？用何方法鉴定？
显示 器
数据输出
高压发生器
X射线发生器 （XG）
计数
管
ＨＶ
计数存储装置（ECP）
2θ（°）
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1.2 X射线的本质
1895年，伦琴（W.C. Roentgen）研究真空管 高压放电时，发现阴极管能放出一种有穿透 力的肉眼看不见的射线：偶然发现镀有氰亚 铂酸钡的硬纸板会发出荧光。由于它的本质 在当时是一个“未知数”，故称之为X射线， 也称伦琴射线。
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阴级
阳级
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X射线管
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1.4 X射线谱
由X射线管发出的X射线 包含两部分：一部分是具 有连续波长的“白色”X 射线，称为连续谱或“白 色”谱；另一部分它的波 长是由阳极金属材料成分 所决定的，称为特征X射 线或特征谱，也称为单色 谱或标识谱。
布罗克豪斯 B.N.Brockhouse 沙尔 C.G.Shull
内容 X射线的发现 晶体的X射线衍射 晶体结构的X射线分析 元素的特征X射线 X射线光谱学 电子衍射 化学键的本质 蛋白质的结构测定
脱氧核糖核酸DNA测定 青霉素、B12生物晶体测定 直接法解析结构 电子显微镜 扫描隧道显微镜
中子谱学 中子衍射
X射线的波动性：X射线作为电磁波，具有电 场矢量和磁场矢量。它以一定的波长和频率在
空间传播：v＝c/。
西南科技大学分析测试中心
X射线粒子性：表现为以光子形式辐射和吸收时具有 的一定的质量、能量和动量。
具体表现形式如在与物质相互作用时可交换能量，产 生如光电效应、二次电子等。
X射线的频率ν、波长λ及其光子的能量ε、动量 p 之间 存在如下关系：
引出科学问题：
西南科技大学分析测试中心
X射线物相分析的原理？仪器？样品？ X射线物相分析有什么用？ 如何从X射线物相分析所给出的数据
中提取更多的信息？ 包括成分、结构、形成方式（条件）、 结晶度、 晶粒度？等等。
西南科技大学分析测试中心
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X线管
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劳埃斑 Laue spots
晶体的三维光栅 Three-dimensional “diffraction grating”
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1912年劳埃以晶体为光栅， 发现了晶体的X射线衍射现 象，确定了X射线的电磁波 性质。此后，X射线的研究 在科学技术上给晶体学及其 相关学科带来突破性的飞跃 发展。
认为X射线是物质粒子流的科 学家中有W. H. 布拉格。
他的儿子 W. L. 布拉格则对X 射线的波动性进行了深入的研 究，并给出了著名的布拉格方 程。
西南科技大学分析测试中心
对X射线波动性最完 美的研究是德国物理 学家劳埃（Laue）。
1912年，劳埃是德国 慕尼黑大学非正式聘 请的教授。著名物理 学家索末菲的一名研 究生厄瓦耳向他请教 关于光在晶体中散射 的数学分析问题时， 产生了在一种想 法……
1937 物理
戴维森Clinton Joseph Davisson 汤姆孙George Paget Thomson
1954 化学
鲍林Linus Carl Panling
1962 化学
肯德鲁John Charles Kendrew 帕鲁兹Max Ferdinand Perutz
1962
生理医学
Francis Maurice