- Рентгеновские спектры
-
спектры испускания и поглощения рентгеновских лучей (См. Рентгеновские лучи), т. е. электромагнитного излучения в области длин волн от 10-4 до 103 Å. Для исследования спектров рентгеновского излучения, получаемого, например, в рентгеновской трубке (См. Рентгеновская трубка), применяют спектрометры с кристаллом-анализатором (или дифракционной решёткой) либо бескристальную аппаратуру, состоящую из детектора (сцинтилляционного, газового пропорционального или полупроводникового счётчика) и амплитудного анализатора импульсов (см. Спектральная аппаратура рентгеновская). Для регистрации Р. с. применяют рентгенофотоплёнку и различные детекторы ионизирующих излучений.Спектр излучения рентгеновской трубки представляет собой наложение тормозного и характеристического Р. с. Тормозной Р. с. возникает при торможении заряженных частиц, бомбардирующих мишень (см. Тормозное излучение). Интенсивность тормозного спектра быстро растет с уменьшением массы бомбардирующих частиц и достигает значительной величины при возбуждении электронами. Тормозной Р. с. — сплошной, так как частица может потерять при тормозном излучении любую часть своей энергии. Он непрерывно распределён по всем длинам волн λ, вплоть до коротковолновой границы λ0 = hc/eV (h — Планка постоянная, с — скорость света, е — заряд бомбардирующей частицы, V — пройденная ею разность потенциалов). С возрастанием энергии частиц интенсивность тормозного Р. с. I растет, а λ0 смещается в сторону коротких волн (рис. 1). С увеличением порядкового номера Z атомов мишени I также растет.Характеристические Р. с. испускают атомы мишени, у которых при столкновении с заряженной частицей высокой энергии или фотоном первичного рентгеновского излучения с одной из внутренних оболочек (К-, L-, М-... оболочек) вылетает электрон. Состояние атома с вакансией во внутренней оболочке (его начальное состояние) неустойчиво. Электрон одной из внешних оболочек может заполнить эту вакансию, и атом при этом переходит в конечное состояние с меньшей энергией (состояние с вакансией во внешней оболочке). Избыток энергии атом может испустить в виде фотона характеристического излучения. Поскольку энергии E1 начального и E2 конечного состояний атома квантованы, возникает линия Р. с. с частотой ν = (E1 — E2)/h. Все возможные излучательные Квантовые переходы атома из начального К-состояния образуют наиболее жёсткую (коротковолновую) К-серию. Аналогично образуются L-, М-, N-серии (рис. 2). Положение линий характеристического Р. с. зависит от атомного номера элемента, составляющего мишень (см. Мозли закон).Каждая серия характеристического Р. с. возбуждается при прохождении бомбардирующими частицами определённой разности потенциалов — потенциала возбуждения Vq (q — индекс возбуждаемой серии). При дальнейшем росте V интенсивность / линий этого спектра растет пропорционально (V — Vq)2 затем рост интенсивности замедляется и при V ≈ 11 Vq начинает падать.Относительные интенсивности линий одной серии определяются вероятностями квантовых переходов и, следовательно, соответствующими Отбора правилами. Кроме наиболее ярких линий дипольного электрического излучения (См. Излучение), в характеристические Р. с. могут быть обнаружены линии квадрупольного и октупольного электрических излучений и линии дипольного и квадрупольного магнитных излучений.Р. с. поглощения получают, пропуская первичное рентгеновское излучение непрерывного спектра через тонкий поглотитель. При этом распределение интенсивности по спектру изменяется — наблюдаются скачки и флуктуации поглощения, которые и представляют собой Р. с. поглощения. Для каждого уровня Р. с. поглощения имеют резкую низкочастотную (длинноволновую) Границу νq (hνq = eVq), при которой наблюдается первый скачок поглощения (рис. 3).Р. с. нашли применение в рентгеновской спектроскопии (См. Рентгеновская спектроскопия), спектральном анализе рентгеновском (См. Спектральный анализ рентгеновский), рентгеновском структурном анализе (См. Рентгеновский структурный анализ).Лит. см. при ст. Рентгеновские лучи.М. А. БлохинРис.1. Распределение интенсивности I тормозного излучения W по длинам волн λ при различных напряжениях V на рентгеновской трубке.Рис. 2. Схема К-, L-, М-уровней атома и основные линии К- и L-cepий.Рис. 3. Зависимость интенсивности I тормозного рентгеновского спектра от частоты ν вблизи νq: 1 — без поглотителя; 2 — после прохождения поглотителя.
Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969—1978.