第六章穆斯堡尔谱PPT课件

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演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
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第六章穆斯堡尔谱
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主要内容
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章
穆斯堡尔谱的发现和原理 穆斯堡尔谱参数 穆斯堡尔谱仪 数据处理 穆斯堡尔谱的应用
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第一节 原理
一 多卜勒效应:
如一个幅射源相对接收者运动, 则对接收者而言, 幅 射波长（频率、能量）随二者的相对运动方向与 速度而变化： ΔE=VE/C
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源自文库
例如 57Fe
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四极矩分裂Qs的意义：
四极矩分裂是穆斯堡尔谱的一个重要参数，它与原 子的对称性关系很大，表面原子相对本体原子有较 低的对称性，因而有较大的电场强度，根据这个差 别可以区分这两种不同原子。
表面化学吸附物质的存在可以改变电场梯度，而这 又与化学吸附键的强度以及化学吸附物质相对于表 面原子的位置有关。因此，测量表观四极分裂的大 小变化，可以提供表面状况的信息。
4 以不同基态的穆斯堡尔谱源去测量同一吸收体的 穆斯堡尔谱时，所得化学位移不同。所以通常需要 说明这种化学位移是相对于何种标准吸收体而言。
5 当穆斯堡尔谱原子处于不同价态和不同自旋状态 时，原则上有不同的化学位移。
6化学位移决定谱线中心的位置移动，但不是唯一 的决定因素，温度效应与化学位移叠加在一起决定 谱线中心的位置。
需要考虑以下三种主要的超精细相互作用：
1 同质异能位移（化学位移I.s 或δ）
2 四极分裂
3 磁超精细分裂
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二、同质异能位移（化学位移） 化学位移是由穆斯堡尔核电荷与核所在处电场之间的静 电作用引起的。
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可以得出以下结论：
1 如果激发态核半径与基态核半径不等，则化学位移 可以不为零，而与这个穆斯堡尔原子核周围电子配置 情况有关，所以根据δ可以得到化学键性质、价态、 氧化态、配位基的电负性等化学信息。
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四、磁超精细分裂(Zeamann effects)
在原子核处常常存在有核外电子形成的磁场H，可使核 能级进一步分裂，又叫核塞曼效应。
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综上所述， 可得到下图：
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第三节 实验技术
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一 穆斯堡尔源 将穆斯堡尔原子的母核核素通过一定方式嵌入某种 基体中制成，最重要的穆斯堡尔源是57Co, 它衰变 得到57Fe的14.41keV穆斯堡尔跃迁。下表是57Co 穆斯堡尔源所发出的辐射能量。
2利用穆斯堡尔谱可以方便地研究原子核与其周围环境 间的超精细相互作用，可以灵敏地获得原子核周围的 物理和化学环境的信息。
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第二节 穆斯堡尔谱参数
一、 超精细相互作用
由于原子核存在于由原子的壳层电子和邻近配位体的电荷 所产生的电磁场中，原子核本身带正电荷和各种核矩，因 此核和核所处的电场和磁场之间存在着相互作用，这种作 用十分微弱，称为超精细相互作用。
穆斯堡尔谱学的基础是放射性原子核发出光子，这些 光子被吸收体中的同种原子核共振吸收。由于吸收体化学 组成或晶体结构不同，发射或吸收的光子能量会有细微变 化。利用穆斯堡尔效应可以测量出这种变化，从而得到有 用的信息。
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穆斯堡尔谱学的特点：
1穆斯堡尔谱具有极高的能量分辨本领，很容易探测出 原子核能级的变化。
ΔE-射线能量的变化； E-射线能量 V-速度，
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二 同质异能核 1电荷数与质量相同但能态不同的核， 如：Fe,
Fe + Fe 2+, Fe 3+ , Fe 6+ 。 2如用放射性核57Fe为标样，它发出能量为
A=hv的γ射线；（γ射线是不稳定的原子核从 能量较高的激发态跃迁到能量较低的能级或基 态时，放出的电磁波） 含铁样品中Fe 的能级差为B； 设ΔE=A-B
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3当标样相对含铁样品运动，则样品接受的γ射线 能量为hv+/- ΔE；
4当速度达到某值， 使： B= hv+/-ΔE=A+/-VE/C；则形成共振吸收，
就得到Mossbauer谱。
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三 穆斯堡尔效应的发现
1956年，27岁的穆斯堡尔(Rudolph L. Mossbaure) 攻读博士学位，致力于有关γ射线共振吸收的研究。发现 了穆斯堡尔效应：无反冲的γ发射和其共振吸收现象。
2 如果放射源中穆斯堡尔原子所处的化学状态和吸收 体完全相同，则化学位移总是为零，所得谱线共振吸 收最大处即是谱仪零速度处。
3 δ可正可负。δ为正，说明从放射源到吸收体在核处 的电子电荷密度是增加的，原子核体积减小；δ为负， 说明从放射源到吸收体在核处的电子电荷密度是减小 的，原子核体积增加。
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二、样品(吸收体)的制备
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写在最后
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三、四极矩分裂Qs
虽然原子核的形状接近球形，但多数核是轴对称 的椭球形。因此用电四极矩Q来表征核电荷分布偏 离球对称的程度。
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可以证明，如果原子核电荷分布是球对称的，则 Q＝0; 若原子核电荷分布非球对称的，则 Q≠0，外电场和原子 核的电四极矩之间的相互作用将引起能量的变化，使能 级分裂，出现两个亚能级，在谱线上可观察到两条特征 谱线。两峰之间的距 离叫四极矩分裂，两峰的中心相对 零速度是化学位移δ。