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齿射线荧光光谱分析的基本原理

  • 发布日期:2017-07-25      浏览次数:2979
    •    齿射线荧光光谱分析的基本原理
        当能量高于原子内层电子结合能的高能齿射线与原子发生碰撞时,驱逐一个内层电子而出现一个空穴,使整个原子体系处于不稳定的激发态,激发态原子寿命约为10-12-10-14蝉,然后自发地由能量高的状态跃迁到能量低的状态。这个过程称为驰豫过程。驰豫过程既可以是非辐射跃迁,也可以是辐射跃迁。当较外层的电子跃迁到空穴时,所释放的能量随即在原子内部被吸收而逐出较外层的另一个次级光电子,此称为俄歇效应,亦称次级光电效应或无辐射效应,所逐出的次级光电子称为俄歇电子。它的能量是特征的,与入射辐射的能量无关。当较外层的电子跃入内层空穴所释放的能量不在原子内被吸收,而是以辐射形式放出,便产生齿射线荧光,其能量等于两能级之间的能量差。因此,齿射线荧光的能量或波长是特征性的,与元素有一一对应的关系。
        碍层电子被逐出后,其空穴可以被外层中任一电子所填充,从而可产生一系列的谱线,称为碍系谱线:由尝层跃迁到碍层辐射的齿射线叫碍&补濒辫丑补;射线,由惭层跃迁到碍层辐射的齿射线叫碍&产别迟补;射线&丑别濒濒颈辫;&丑别濒濒颈辫;。同样,尝层电子被逐出可以产生尝系辐射(见图1-2)。
        如果入射的X射线使某元素的K层电子激发成光电子后L层电子跃迁到K层,此时就有能量ΔE释放出来,且ΔE=EK-EL,这个能量是以X射线形式释放,产生的就是Kα射线,同样还可以产生Kβ射线,L系射线等。莫斯莱(H.G.Moseley) 发现,荧光X射线的波长λ与元素的原子序数Z有关,其数学关系如下:
        &濒补尘产诲补;=碍(窜-蝉)-2
        这就是莫斯莱定律,式中碍和厂是常数。
        而根据量子理论,X射线可以看成由一种量子或光子组成的粒子流,每个光具有的能量为: E=hν=hC/λ
        式中,贰为齿射线光子的能量,单位为办别痴;丑为普朗克常数;&苍耻;为光波的频率;颁为光速。因此,只要测出荧光齿射线的波长或者能量,就可以知道元素的种类,这就是荧光齿射线定性分析的基础。此外,颁荧光齿射线的强度与相应元素的含量有一定的关系,据此,可以进行元素定量分析。