Характеристическое рентгеновское излучение

Типичная картина характеристического рентгеновского спектра сплава

Характеристическое рентгеновское излучение - линейчатый составляющая спектра рентгеновского излучения, характерная для каждого химического элемента, основа для рентгенофлуоресцентного анализа.


Физическая природа

Характеристическое рентгеновское излучение возникает при выбивании электрона с внутренней электронной оболочки атома. На следующем этапе один из электронов внешних оболочек переходит на внутреннюю с излучением кванта света. Частота этого кванта лежит в рентгеновском диапазоне электромагнитного спектра.

Слово характеристическое в названии объясняется тем, что для каждого химического элемента присущи свои частоты излучения. Эти частоты не зависят или очень слабо зависят от того, в состав которой химического соединения входит элемент, и, таким образом, могут служить основой для идентификации химических элементов, определение химического состава сплавов, минералов, пород и т.д..

Характеристическое излучение имеет пороговый характер и появляется на фоне сплошного спектра, обусловленного тормозным излучением. Для появления характеристического излучения электрон налетает на анод в рентгеновской трубке, должен иметь энергию, высшее от некоторого порогового значения, зависящего от материала анода. Физически это обусловлено тем, что энергия электрона должна быть достаточной для выбивания электрона из внутренней оболочки.


Серии

Спектр излучения разбивается на серии. Наиболее коротковолновая из этих серий обозначается буквой K, а отдельные линии в этой серии греческими буквами. Так, К-серия состоит из трех линий K α, K β, K γ. Следующие серии обозначаются буквами L, M и N. Для легких химических элементов существует только K-серия, другие серии появляются в более тяжелых элементов, что объясняется существованием большого числа внутренних электронных оболочек. K-серия обусловлена ​​переходами на оболочки, ближайшие к ядра атома. Отдельные линии в K-серии обусловлены переходами с различных внешних электронных оболочек.

Частоты серий характеристического рентгеновского излучения различных химических элементов укладываются на эмпирически определенную кривую, которая носит название закона Мозли.


Источники

  • Белый М.У. Атомная физика. - М.: Высшая школа, 1973.