Bài giảng Phần 2: Tia X

Chia sẻ: Lavie Lavie | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:38

Thêm vào BST

Báo xấu

94
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tia X là sóng điện từ với bước sóng l vào khoảng vài ao (= 0,1 nm), nằm giữa bước sóng của tia g và ánh m sáng tử ngoại. Và để hiểu rõ hơn về vấn đề này mời các bạn tham khảo bài giảng Phần 2: Tia X sau đây.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Phần 2: Tia X

Phần 2
Một cách trực tiếp nhất để biết dạng của các vật thể là nhìn chúng. Nếu chúng quá nhỏ ta dùng kính hiển vi. Tuy nhiên với kính hiển vi thông thường có một giới hạn khi nhìn các vật nhỏ. Giới hạn đó ( “ giới hạn nhiễu xạ “ ) làm cho ta không thể thấy các vật có kích thước rất nhỏ hơn bước sóng được dùng để nhìn chúng. Bước sóng của ánh sáng nhìn thấy được khoảng 1 mm trong khi khoảng cách giữa các nguyên tử trong tinh thể vào khoảng vài A. Bước sóng của tia X : ~ vài , chục A.
Ta có thể dùng các loại sóng khác có bước sóng nằm trong khoảng vài Ao đến vài chục Ao. Từ Cơ học lượng tử : các hạt có bản chất sóng. Hạt chuyển động càng nhanh thì bước sóng càng ngắn . Hai loại hạt có thể gia tốc đến vận tốc đủ tạo ra sóng có bước sóng ngắn đó là : nơtron và electron.
Không thể phân biệt được các chi tiết bé hơn bước sóng của bức xạ mà ta dùng để quan sát chúng. Khoảng cách của các nguyên tử trong tinh thể chỉ vào khoảng Å . Muốn quan sát được cấu trúc bên trong tinh thể cần dùng những bức xạ có bước sóng cỡ Å.
Tia X : 12,4 l(A0) = E(keV) 0,28 Với chùm neutron E(eV) 0,28 l(A0) = E(eV) Với chùm electron 12 l(A0) = E(eV)
Nơtron Khối lượng nơtron = 1,675x10-27 kg Bước sóng điển hình 1- 0,01 nm Vận tốc điển hình 400 – 40000 ms-1 Năng lượng điển hình 0,8 – 8000 meV Nhiệt độ điển hình 9 – 90000 K (nơtron nhiệt )
Tính chất của tia X Tia X là sóng điện từ với bước sóng l vào khoảng vài Ao (= 0,1 nm), nằm giữa bước sóng của tia g và ánh m sáng tử ngoại.
Tia X Tia X được sinh ra khi một hạt tích điện ( thường là electron ) với năng lượng đủ lớn bị hãm đột ngột. Thiết bị phát tia X gồàm có sợi đốt phát xạ electron. Các electron này được gia tốc trong điện trường cao đến đập vào bia kim loại ( đóng vai trò anôt ).
Hệ phát tia X có anod cố định Máy có giá không cao • * Cường độ thấp • * Phổ trắng và vạch • * Bộ phận đơn sắc hóa
Phổ tia X Oáng tia X hoạt động với thế hiệu điển hình 30 kV có thể gia tốc electron đến vận tốc chừng 1/ 3 vận tốc ánh sáng . Phổ tia X có dạng phổ liên tục trên đó có 1 số đỉnh khi electron được gia tốc đủ lớn: Cường độ tia X ( đvị tương đối) Bức xạ Đặc trưng Bức xạ liên tục Bước sóng (A) Sự phụ thuộc của phổ tia X của Mo vào thế hiệu.
Phổ tia X liên tục Các phổ ứng với thế hiệu đến 20 kV chỉ chứa bức xạ liên tục hay trắng. Cường độ bằng 0 cho đến Cường độ tia X ( đvị tương đối) một bước sóng tối thiểu nào đó, Bức xạ lmin , tăng nhanh đến cực đại và Đặc trưng Bức xạ giảm dần về phía bước sóng l dài. liên tục Phổ này phản ánh sự bức xạ từ các electron bị chậm dần khi chúng đập vào bia . Một hạt mang điện chuyển động có gia lmin tốc phát ra sóng điện từ. Khi sự gia tốc đủ lớn, bức xạ phát ra có bước Bước sóng (A) sóng ngắn nằm trong vùng tia X.
Phổ tia X liên tục Một số electron bị hãm khá đột ngột ( các electron đập This image cannot currently be displayed. vào hạt nhân hoặc bay ngang rất gần chúng ) phần lớn năng lượng của chúng được chuyển thành photon có năng lượng cao . Các electron khác lướt qua các nguyên tử của bia và giảm tốc độ từ từ, bức xạ ra các photon có năng lượng thấp hơn.
Phổ tia X liên tục Giới hạn bước sóng ngắn được quy định bởi các electron dừng lại sau một lần va chạm, khi đó toàn bộ năng lượng của chúng được chuyển đổi thành năng lượng photon : 2 mv hc eV   2 l min Với đơn vị thường được dùng trong thực tế : o hc 12400 lmin ( A)   eV V trong đó V là thế hiệu gia tốc các electron .
Phổ tia X liên tục Cường độ của bức xạ trắng, Iwh , phụ thuộc vào thế hiệu V, dòng i chạy qua ống tia X và nguyên tử số Z của bia : A là một hằng số và m ~ 2. Cường độ tương đối Aûnh hưởng của dòng i (mA), thế gia tốc V (keV) và nguyên tử số Z của bia lên phổ liên tục. Bước sóng (l)
Phổ đặc trưng Các đỉnh trên phổ tia X được Cường độ tia X ( đvị tương đối) gọi là các vạch đặc trưng , tạo Bức xạ Đặc trưng nên phổ đặc trưng của vật liệu Bức xạ liên tục làm bia. Bước sóng (A) Với molybdenum, chúng chỉ xuất hiện khi V > 20 kV. Khi V tăng, cường độ của các vạch tăng Phổ Mo ở 35 kV nhưng vị trí của chúng không thay đổi.
Phổ đặc trưng
Phổ đặc trưng Các vạch đặc trưng được sinh ra khi một electron bị bắn ra khỏi các quỹ đạo trong của nguyên tử trong bia. Các electron ở quỹ đạo ngoài chuyển xuống các quỹ đạo trong và bức xạ photon đặc trưng có năng lượng bằng hiệu năng lượng của các quỹ đạo đầu và cuối: Số lượng tử Ký hiệu chính n
Phổ đặc trưng Các vạch Ka và Kb xuất hiện khi một chỗ trống trên lớp vỏ K được lấp đầy bởi 1 electron từ các lớp vỏ L và M. Thuận lợi hơn chỗ trống được lấp đầy bởi electron từ lớp vỏ L, nên đỉnh Ka lớn hơn. Nguyên nhân không xuất hiện các vạch đặc trưng khi điện áp gia tốc nhỏ là các electron đến không có đủ năng lượng để đẩy electron ra khỏi nguyên tử của bia. Khi động năng của các electron bắn phá đủ để ion hóa các nguyên tử thì quan sát được các vạch đặc trưng. Điện áp gia tốc càng lớn thì cường độ của các vạch càng mạnh.
Cấu trúc tinh tế của các vạch đặc trưng Dl = +1 Dj = 0 , +1