Характерные рентгеновские лучи испускаются, когда электроны внешней оболочки заполняют вакансию во внутренней оболочке атома , испуская рентгеновские лучи в форме, "характерной" для каждого элемента. Характерные рентгеновские лучи были открыты Чарльзом Гловером Баркла в 1909 году [1], который позже получил Нобелевскую премию по физике за свое открытие в 1917 году.
Характерные рентгеновские лучи образуются, когда элемент бомбардируют частицами высокой энергии, которые могут быть фотонами, электронами или ионами (например, протонами). Когда падающая частица ударяется о связанный электрон (целевой электрон) в атоме, целевой электрон выбрасывается из внутренней оболочки атома. После выброса электрона в атоме остается вакантный энергетический уровень , также известный как дыра в ядре . Электроны внешней оболочки затем падают во внутреннюю оболочку, испуская квантованные фотоны с уровнем энергии, эквивалентным разнице энергий между более высоким и более низким состояниями. Каждый элемент имеет уникальный набор уровней энергии, и, таким образом, при переходе от более высоких к более низким уровням энергии образуются рентгеновские лучи с частотами, характерными для каждого элемента.[2]
Обозначение [ править ]
Различные электронные состояния, существующие в атоме, обычно описываются атомными орбитальными обозначениями, которые используются в химии и общей физике. Однако в науке о рентгеновских лучах есть специальная терминология для описания перехода электронов с верхних энергетических уровней на нижние: традиционные обозначения Зигбана или, альтернативно, упрощенные обозначения рентгеновских лучей .
В обозначениях Зигбана, когда электрон падает с L-оболочки на K-оболочку, испускаемое рентгеновское излучение называется K-альфа -рентгеновским излучением. Точно так же, когда электрон падает с M-оболочки на K-оболочку, испускаемое рентгеновское излучение называется K-бета-рентгеновским излучением. [3]
Иногда, однако, вместо того, чтобы выделять энергию в виде рентгеновских лучей, энергия может быть передана другому электрону, который затем выбрасывается из атома. Это называется эффектом Оже .
Приложения [ править ]
Характерные рентгеновские лучи можно использовать для идентификации конкретного элемента, из которого они испускаются. Это свойство используется в различных методах, включая рентгеновскую флуоресцентную спектроскопию , индуцированное частицами рентгеновское излучение , энергодисперсионную рентгеновскую спектроскопию и рентгеновскую спектроскопию с дисперсией по длине волны .
См. Также [ править ]
Заметки [ править ]
- ^ Виттке, Джеймс Х. "Происхождение характерных рентгеновских лучей" . Архивировано из оригинала 9 июля 2013 года . Проверено 18 июня 2013 года . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
- ^ «Рентгеновская флуоресценция (XRF): понимание характерных рентгеновских лучей» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 28 декабря 2013 года . Проверено 18 июня 2013 года . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
- ^ Нэйв, Карл Р. "Характерные рентгеновские лучи" . Гиперфизика . Проверено 18 июня 2013 года . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
