Характеристическое рентгеновское излучение

Характеристическое рентгеновское излучение имеет не сплошной, а линейчатый спектр. Этот тип излучения возникает, когда быстрый электрон, достигая анода, проникает во внутренние орбитали атомов и выбивает один из их электронов. В результате появляется свободное место, которое может быть заполнено другим электроном, спускающимся с одной из верхних атомных орбиталей. Такой переход электрона с более высокого на более низкий энергетический уровень вызывает рентгеновское излучение определенной дискретной длины волны. Поэтому характеристическое рентгеновское излучение имеетлинейчатый спектр. Частота линий характеристического излучения полностью зависит от структуры электронных орбиталей атомов анода.

11.5 Формула Вульфа Брэгга.

Условие Вульфа-Брэгга определяет направление возникновения дифракции максимумов упруго рассеянного на кристалле рентгеновского излучения. Выведено в 1913 независимо У.Л. Брэггом и Г.В. Вульфом. Имеет вид: 2dsin , где d-межплоскостное расстояние, θ-угол скольжения падающего луча, n-порядок отражения, λ-длина волн

У. Л. Брэгг показал, что поглощение и испускание рентгеновских лучей кристаллами с математической точки зрения эквивалентно отражению света от параллельных плоскостей.

Пусть плоская монохроматическая волна любого типа падает на кристаллическую решётку с периодом d, под углом θ, как показано на рисунке

Рис 11. 1

Падающий (синий) и отражённые (красные) лучи.

Как видно есть разница в путях между лучом, отражённым вдоль AC' и лучом, прошедшим к второй плоскости атомов по пути AB и только после этого отражённым вдоль BC. Разница в путях запишется как

(AB + ВC) − (AC'). (11.1)

Если эта разница равна целому числу волн n то две волны придут в точку наблюдения с одинакомыми фазами испытав интерференцию. Математически можно записать:

(AB +BC) – ( ) = n (11.2)

где λ — длина волны излучения. Используя теорему Пифагора можно показать, что

AB = ВС = AC = , (11.3)

как и следующие соотношения:

(11.4)

Собрав всё вместе получим известное выражение:

- = (11.5)

После упрощения получим закон Брэгга

2dsin (11.6)

Условие Вульфа-Брэгга является исходным пунктом исследований в рентгеновском структурном анализе, рентгенографии материалов, рентгеновской топографии.