光信息绪论课-X射线.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,材料的结构,1,原子的空间排列,X,射线衍射技术,只有,结晶体,才会造成,X,射线衍射,结晶体,为具有一定结构的原子团,(,分子,),在三维空间的,周期排列,Cs,Cl,X,射线管,加速器中可以引出,X,射线,X,射线产生,X,射线管：通过高速电子流轰击金属靶的方式获得,X,射线,X,射线管的结构为：,（,1,）阴极,（,2,）阳极,（,3,）窗口,（,4,）高压电场,X,射线谱线特征,当能量为,ev,的电子与靶的原子整体碰撞时，电子失去自己的能量，其中一部分以光子的形式辐射出去，每碰撞一次，产生一个能量为,hv,的光子，大量的电子在到达靶面的时间、条件均不同，而且还有多次碰撞，因而产生不同能量不同强度的光子序列，即形成连续谱。,连续,X,射线谱的产生机理,临界电压,谱线波长,X,射线强度,波长,管电压对特征谱强度的影响,与,阳极靶材有关,特征,X,射线谱,Z,：,原子序数；,C,、,：,常数,莫塞莱定律：,X,射线的安全防护,X,射线设备的操作人员可能遭受辐射损伤危险。,辐射损伤是过量的,X,射线对人体产生有害影响。可使局部组织灼伤，可使人的精神衰颓、头晕、毛发脱落、血液的组成和性能改变以及影响生育等。安全措施有：严格遵守安全条例、配带笔状剂量仪、避免身体直接暴露在,X,射线下、定期进行身体检查和验血。,X,射线衍射原理,X,射线,晶体,衍射,衍射花样,衍射几何,衍射线在空间的分布规律，是由晶胞的大小、形状决定的。,衍射强度,取决于原子的种类及原子在晶胞中的位置。,为了通过衍射现象来分析晶体内部结构的各种问题，必须在衍射现象与晶体结构之间建立起定性和定量的关系，这是,X,射线衍射理论要解决的中心问题。,=,DB,+,BF,=2,d,sin,布拉格方程,13,布拉格方程的讨论,1,、选择反射,原子面对,X,射线的反射并不是任意的,只有当,、,和,d,三者之间满足布拉格方程时才能发出反射，所以把,X,射线的这种反射称为选择反射,2,、衍射的限制,条件,n,=2,d,sin,|,sin,|1,；,n,/2,d,=,|,sin,|1,，,当,n,=1,时，,即,:,2,d,；,d,/2,例如的一组晶面间距从大到小的顺序：,2.02,，,1.43,，,1.17,，,1.01,，,0.90,，,0.83,，,0.76,当用波长为,k,=1.94,的铁靶照射时，因,k/2=0.97,，只有四个,d,大于它，故产生衍射的晶面组有四个。如用铜靶进行照射，因,k/2=0.77,，故前六个晶面组都能产生衍射。,3,、干涉面和干涉指数,由（,hkl,）晶面的,n,级反射，可以看成由面间距为的（,HKL,）晶面的,1,级反射，（,hkl,）与（,HKL,）面互相平行。面间距为（,HKL,）的晶面不一定是晶体中的原子面，而是为了简化布拉格公式而引入的反射面，常将它称为干涉面。,H,、,K,、,L,：干涉指数；,(HKL),：干涉面,X,射线衍射仪：,X,射线发生器,X,射线测角仪,辐射探测器,辐射探测电路,工作原理,试样和探测器以角速度为,1,：,2,变化，即,2,扫描,接收到的衍射是那些与试样表示平行的晶面产生的衍射,