[材料科学]第一章 X射线的性质.ppt

与X射线及晶体衍射有关的部分诺贝尔奖获得者名单 几种常用阳极靶材料的特征谱参数 除此之外，X射线穿透物质时还有热效应，产生热能。 光电效应，俄歇效应和热效应所消耗的那部分入射X射线能量称为物质对X射线的真吸收。 由于散射和真吸收过程的存在，与物质作用后入射X射线的能量强度将被衰减。 整个曲线并非像上式那样随?的减小而单调下降。当波长减小到某几个值时，?m会突然增加，于是出现若干个跳跃台阶。 ?m突增的原因是在这几个波长时产生了光电效应，使X射线被大量吸收，这个相应的波长称为吸收限。 * 材料分析测试方法 —— 材料X射线衍射分析 主要内容： X射线的本质 X射线的产生 X射线谱 X射线与物质的作用 第一章 X射线的物理基础 第一章 X射线的物理基础 §1-1 引言（发展历史） 1901年首位诺贝尔物理奖获得者 1895年德国物理学家伦琴（R?ntgen,W.C.）发现 X射线（伦琴射线），产生、传播和穿透力等性能 X射线是电磁波? 粒子流？ 争议? 早期应用（发现后半年）：骨折诊断和定位/铸件探伤 X射线透视技术 伦琴拍摄的世界上第一张 X射线照片（伦琴夫人的手机戒指） 探讨X射线本质的研究基础 1911 年，劳埃—光波通过光栅的衍射理论研究 1911 年，爱瓦尔德—可见光通过晶体的衍射行为 1908 年，佩兰—解决了准确测定阿伏加德罗常数。 可计算晶体中一个原子或分子所占空间 的体积及粒子间的距离。 两种假说 X射线是电磁波，应具有衍射现象? 晶体具有空间点阵结构（规则排列）？ 无法证实！！ 劳埃提出晶体可以作为X射线的天然立体衍射光栅 1912年劳埃设想被初步证实 CuSO4·5H2O晶体为光栅， 获得了第一张X射线衍射图 弗里德里克和克尼平实验 开辟了两个研究领域 解决三大问题 X 射线是波长很短的电磁波 晶体内部结构的周期性 利用X 射线衍射效应研究晶体结构 X 射线光谱学 X 射线晶体学 推测出x射线的波长和晶体中的原子间距数量级相同 劳厄实验 晶体中原子排列成有规则的空间点阵，原子间距为10-10m的数量级，与X射线的波长同数量级，可以利用晶体作为天然光栅。 1912年劳厄的实验装置 在乳胶板上形成对称分布的若干衍射斑点，称为劳厄斑。 劳厄实验证明了X射线的波动性，同时还证实了晶体中原子排列的规则性。 劳厄（M. V. Laue，1879-1960） 德国物理学家，发现 X射线的衍射现象，从而判定X射线的本质是高频电磁波。1914年，他因此获得诺贝尔物理学奖金。 布拉格父子（W. L. Bragg，子、W. H. Bragg，父） 英国物理学家，在利用X射线研究晶体结构方面作出了巨大的贡献，奠定了X射线谱学及X射线结构分析的基础。他们因此而于1915年共同获得诺贝尔物理学奖金。 X射线的发现和广泛应用是廿世纪科学发展中最伟大成就之一，围绕X射线进行科研工作的科学家获诺贝尔奖的就有近卅人之多。 X 射线的应用不仅开创了研究晶体结构的新领域，而且用它可以作光谱分析，在科学研究和工程技术上有着广泛的应用。 1953年英国的威尔金斯、沃森和克里克利用X 射线的结构分析得到了遗传基因脱氧核糖核酸（DNA) 的双螺旋结构，荣获了1962 年度诺贝尔生物和医学奖。 X射线的应用 X射线分析法 X射线荧光法 X射线衍射法 X射线吸收法 X射线光电子波谱法 直接X射线法 §1-2 X射线的本质 §1-3 X射线的产生及X射线管 原子内壳层电子跃迁产生的一种辐射和高速电子在靶上骤然减速时伴随的辐射，称为X 射线。 其特点是： 1 在电磁场中不发生偏转。 2 穿透力强 3 波长较短的电磁波， 范围在0.001nm~10nm之间。 A K 高压 1895年伦琴发现，高速电子撞击某些固体时，会产生一种看不见的射线，它能够透过许多对可见光不透明的物质，对感光乳胶有感光作用，并能使许多物质产生荧光，这就是所谓的X射线或伦琴射线。 50-55 0.632288 0.710730 0.713590 0.709300 42 Mo 35-40 1.392218 1.541838 1.544390 1.540542 29 Cu 30-35 1.500135 1.659189 1.661747 1.657910 28 Ni 30 1.62079 1.790262 1.792850 1.788965 27 Co 25-30 1.75661 1.937355 1.939980 1.936042 26 Fe 20-25 2.08487 2.29100 2.2