原子物理学X射线市公开课金奖市赛课一等奖课件.pptx

第六章　X射线1第1页第1页 《原子物理学》第六章　X射线基本内容　§6.1 X射线波性§6.2 X射线产生机制§6.3 X射线吸取§6.4 康普顿效应　目与要求　(1)理解X射线产生机制及波长计算.(2)理解X射线吸取特点.(3)分析康普顿散射效应.　电磁波谱　波长（cm）频率（Hz）紫外红外X射线毫米波微波（电视、雷达）短波长波γ射线可见光2第2页第2页 《原子物理学》第六章　X射线X光发觉背景　1895年，物理学已有了相称发展，它几种主要部门--牛顿力学、热力学和分子运动论、电磁学和光学，都已经建立了完整理论，在应用上也取得了巨大结果。这时物理学家普遍认为，物理学已经发展到顶了，以后任务无非是在细节上作些补充和修正而已，没有太多事好做了。 然而, X射线发觉唤醒了沉睡物理学界。它像一声春雷，引起了一系列重大发觉，把人们注意力引向更进一步、更辽阔天地，从而揭开了当代物理学革命序幕。3第3页第3页 《原子物理学》第六章　X射线第六章　X射线W.K.伦琴，德（1845-1923）第一张诺贝尔物理学奖奖状　1879年,在物理学大师亥姆霍兹和基尔霍夫等人推荐下,伦琴担任吉森大学物理学专家和物理研究所所长.于1894年任该校校长.在其就职演说中指出： “试验是最有力可靠手段,能使我们揭开自然界奥秘;试验也是判断假说应当保留还是应当放弃最后鉴定.”获19首届诺贝尔物理学奖0.01 1 　 10(?)硬X射线　　　　　　软X射线λX射线波长范围及其大体分类　硬X射线:波长较短,能量较高,穿透力较强,适合用于金属无损探伤及相关分析.　软X射线…伦琴无条件地把X射线发觉奉献给人类,没有申请专利.4第4页第4页 X射线下……《原子物理学》第六章　X射线5第5页第5页 §6-1　X射线及其波性一、X射线发觉《原子物理学》第六章　X射线　1895.11.8，伦琴在暗室中做阴极射线管气体放电试验时,为避免紫外线与可见光影响,特用黑纸将射线管包住,但偶然发觉与之相距一段距离荧光屏上会发微光.伦琴认定这是一个来自射线管但不是阴极射线神秘射线.穿透性及直进性，在电磁场中不偏转，能使一些物质发荧光，使底片感光，使空气电离…　因对其本质不拟定性,称其为X射线.以后证实X射线是核外电子产生短波电磁辐射.　在伦琴之前有些人在操作阴极射线管时发觉此特异现象，但未深究。（“当真理碰到鼻尖时候还是没有得到真理”）神秘射线性质：第一张人手(伦琴夫人手)X照片6第6页第6页 《原子物理学》第六章　X射线二、X射线产生机制：1）X射线管:X射线可用高速电子流轰击阳极靶A而取得,或由Z＞10原子内壳层跃迁而产生.高速电子流与靶相撞时,电子因受阻失去动能,中约1%转变为X射线，大部分转变为热能。＿K + A 阳极（靶）A：　电子忽然减速　和发射X射线处靶材由用途决定7第7页第7页 X射线管结构 《原子物理学》第六章　X射线封闭式X射线管实质上是一个大真空二极管X射线管阴极8第8页第8页 《原子物理学》第六章　X射线玻璃铍窗口钨丝接变压器金属聚灯罩金属靶X射线X射线电子流冷却水“X射线管剖面示意图” 演示：9第9页第9页 2）X射线谱（发射谱） 试验表明，X射线谱由两部分构成《原子物理学》第六章　X射线标识谱：一定材料做阳极含有拟定临界电压（开始出现尖峰时电压）,可用来辨认元素.因此线状谱又称标识谱.连续谱：加速电压不太高时,X射线强度随波长连续改变.线状谱：加速电压达一定值时,连续谱上叠加着一些尖峰构成.　峰值相应波长取决于靶材本身）钼靶标识谱叠加在连续谱上121086420相对强度0.02 　 0.04　 0.06　 0.08　 1.00λ/nm20kV30kV40kV50kV35kV10第10页第10页 《原子物理学》第六章　X射线连续谱：由轫致辐射造成连续谱 刹车辐射高速带电粒子射到阳极时，受靶核库仑场作用而速度骤减(连续改变)时产生辐射。　　　　连续谱特点：有一明显极限(短波波长):量子解释一个电子在电场中得到动能１eV,当它到达靶核时动能所有转化为辐射能,由此发出光波长最短,为　 　　　　代入常数后即得上式（　　称为量子极限）　标识谱(特性辐射)　由电子内壳跃迁造成标识谱,其波长极短(约0.1nm左右).各元素特性谱有相同结构,但其能量值不同.故视为元素“指纹”,可作为分析元素工具.据此式，若测出外加　高压则可准确地测出h11第11页第11页 K态（击走K电子）L态（击走L电子）M态（击走M电子）N态（击走N电子）击走价电子中性原子原子能量电子冲击阳级靶X射线射出“连续X射线产生过程”演示《原子物理学》第六章　X射线12第12页第12页 K态（击走