X射线的产生和性质
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9
X射线谱
：
◆由X射线管发射出来的X射线可以分为两 种类型：
●连续X射线 ●标识X射线
10
连续X射线谱的产生机理
◆连续X射线
●具有： 连续波长的X射线，构成连续X射线谱，它和可 见光相似，亦称多色X射线
●产生机理：能量为eV的电子与阳极靶的原子碰撞时， 电子失去自己的能量，其中部分以光子的形式辐射， 碰撞一次产生一个能量为hv的光子，这样的光子流即 为X射线。单位时间内到达阳极靶面的电子数目是极 大量的，绝大多数电子要经历多次碰撞，产生能量各 不相同的辐射，因此出现连续X射线谱
sin= n/2d
∵ sinθ ≤ 1 且当n=1时 ∴λ≤2d
16
X射线的应用
◆X射线广泛地应用医学、工程、材料、宇航 事业上。例如：
•人体探伤 •晶体Leabharlann Baidu构分析 •材料和构件无损探伤
17
7
X射线的产生
◆X射线产生的三个基本条件
●产：生自由电子 ●使电子作定向的
高速运动 ●在其运动的路径上设置一个障碍物使电子突 然减速或停止
8
X射线的产生过程演示 X射线
冷却水
电子
金 属 靶
（回车键演示）
玻璃 钨灯丝
接变压器 220V400mA电流
铍窗口
X射线
40KV高压 X射线管剖面示意图
金属聚灯罩
5
X射线的本质
◆X射线的本质是电磁辐射，与可见光完全相 同，仅是波长短而已
◆X射线和可见光一样属于电磁辐射，但其波 长比可见光短得多，介于紫外线与γ射线之间， 约为0.01—10nm的范围
◆X射线和其它电磁波一样，能产生反射、折 射、散射、干涉、衍射、偏振和吸收等现象 6
X射线的产生原理
：
◆原理：高速运动的电子与物体碰撞时，发生能量转 换，电子的运动受阻失去动能，其中99%的能量转换 为热量，而1%的能量转换为X射线
14
标识X射线谱的产生机理
◆产生机理 ：
15
（四）、X射线衍射
什么情况下会产生X射线衍射？
各散射X射线之间有最大 程度的相互加强称为X射
线衍射。
什么情况下有最大程度的相互加强
（即晶体表面产生衍射条件）？ 光程差为波长的整数倍。
布拉格方程
2dsin=n
n=1,2,3….
d
产生衍射的极限条件是什么？ 波长：由布拉格方程2dsin=n得，
11
特征谱与连续谱图示
◆
连
：
续
谱
与
。
特
征
谱
12
：
◆标识X射线 ●是在连续谱的基础上叠加 若干条具有一定波长的谱线， 它和可见光中的单色相似， 亦称单色X射线
13
标识X射线谱的产生机理
◆产生机理
标识X： 射线谱的产生机理与阳极物质的原子内部结构 紧密相关的。原子系统内的电子按泡利不相容原理和 能量最低原理分布于各个能级。在电子轰击阳极的过 程中，当某个具有足够能量的电子将阳极靶原子的内 层电子击出时，于是在低能级上出现空位，系统能量 升高，处于不稳定激发态。较高能级上的电子向低能 级上的空位跃迁，并以光子的形式辐射出标识X射线 谱
X射线衍射
1
X射线的发现
◆ 1895年，德国物理学家伦琴 研究阴极射线时发现，由于对 其本质不了解，称为X射线， 亦称伦琴射线
Roentgen
2
X射线的发现
劳厄(1879～1960) 德国物理学家
1912年发现了X射线通过晶体时产生的 衍射现象，从而导致了X射线衍射技术 的诞生，它成为研究晶体内部结构的重 要技术手段。他因此项成果于1914年获 奖。
3
X射线的发现
L.布拉格(1890～1971)
H.布拉格(1862～1942)
布拉格父子于1913年借助X射线成功地测出
金刚石的晶体结构，并提出了“布拉格公
式”，为最终建立现代晶体学打下了基础，
于1915年获奖。当时，小布拉格年仅25岁，
是至今为止最年轻的诺贝尔奖获得者
4
X射线的本质
◆X射线的本质是电磁波，波长处于紫外线的 上端，因此，不能用肉眼观察到
X射线谱
：
◆由X射线管发射出来的X射线可以分为两 种类型：
●连续X射线 ●标识X射线
10
连续X射线谱的产生机理
◆连续X射线
●具有： 连续波长的X射线，构成连续X射线谱，它和可 见光相似，亦称多色X射线
●产生机理：能量为eV的电子与阳极靶的原子碰撞时， 电子失去自己的能量，其中部分以光子的形式辐射， 碰撞一次产生一个能量为hv的光子，这样的光子流即 为X射线。单位时间内到达阳极靶面的电子数目是极 大量的，绝大多数电子要经历多次碰撞，产生能量各 不相同的辐射，因此出现连续X射线谱
sin= n/2d
∵ sinθ ≤ 1 且当n=1时 ∴λ≤2d
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X射线的应用
◆X射线广泛地应用医学、工程、材料、宇航 事业上。例如：
•人体探伤 •晶体Leabharlann Baidu构分析 •材料和构件无损探伤
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X射线的产生
◆X射线产生的三个基本条件
●产：生自由电子 ●使电子作定向的
高速运动 ●在其运动的路径上设置一个障碍物使电子突 然减速或停止
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X射线的产生过程演示 X射线
冷却水
电子
金 属 靶
（回车键演示）
玻璃 钨灯丝
接变压器 220V400mA电流
铍窗口
X射线
40KV高压 X射线管剖面示意图
金属聚灯罩
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X射线的本质
◆X射线的本质是电磁辐射，与可见光完全相 同，仅是波长短而已
◆X射线和可见光一样属于电磁辐射，但其波 长比可见光短得多，介于紫外线与γ射线之间， 约为0.01—10nm的范围
◆X射线和其它电磁波一样，能产生反射、折 射、散射、干涉、衍射、偏振和吸收等现象 6
X射线的产生原理
：
◆原理：高速运动的电子与物体碰撞时，发生能量转 换，电子的运动受阻失去动能，其中99%的能量转换 为热量，而1%的能量转换为X射线
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标识X射线谱的产生机理
◆产生机理 ：
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（四）、X射线衍射
什么情况下会产生X射线衍射？
各散射X射线之间有最大 程度的相互加强称为X射
线衍射。
什么情况下有最大程度的相互加强
（即晶体表面产生衍射条件）？ 光程差为波长的整数倍。
布拉格方程
2dsin=n
n=1,2,3….
d
产生衍射的极限条件是什么？ 波长：由布拉格方程2dsin=n得，
11
特征谱与连续谱图示
◆
连
：
续
谱
与
。
特
征
谱
12
：
◆标识X射线 ●是在连续谱的基础上叠加 若干条具有一定波长的谱线， 它和可见光中的单色相似， 亦称单色X射线
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标识X射线谱的产生机理
◆产生机理
标识X： 射线谱的产生机理与阳极物质的原子内部结构 紧密相关的。原子系统内的电子按泡利不相容原理和 能量最低原理分布于各个能级。在电子轰击阳极的过 程中，当某个具有足够能量的电子将阳极靶原子的内 层电子击出时，于是在低能级上出现空位，系统能量 升高，处于不稳定激发态。较高能级上的电子向低能 级上的空位跃迁，并以光子的形式辐射出标识X射线 谱
X射线衍射
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X射线的发现
◆ 1895年，德国物理学家伦琴 研究阴极射线时发现，由于对 其本质不了解，称为X射线， 亦称伦琴射线
Roentgen
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X射线的发现
劳厄(1879～1960) 德国物理学家
1912年发现了X射线通过晶体时产生的 衍射现象，从而导致了X射线衍射技术 的诞生，它成为研究晶体内部结构的重 要技术手段。他因此项成果于1914年获 奖。
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X射线的发现
L.布拉格(1890～1971)
H.布拉格(1862～1942)
布拉格父子于1913年借助X射线成功地测出
金刚石的晶体结构，并提出了“布拉格公
式”，为最终建立现代晶体学打下了基础，
于1915年获奖。当时，小布拉格年仅25岁，
是至今为止最年轻的诺贝尔奖获得者
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X射线的本质
◆X射线的本质是电磁波，波长处于紫外线的 上端，因此，不能用肉眼观察到