当前课程知识点：材料现代研究方法 > 第二章 X射线及其与物质的相互作用 > 2.2 X射线与物质的相互作用 > X射线与物质的相互作用
同学你好
这节课要给大家讲的内容是X射线与物质的相互作用
当X射线与物质相互作用的时候
可以分成两大类
一类是
被电子的散射和被原子的吸收
X射线的散射有两种模式
一种是相干散射
这个相干散射是
只发生方向的改变
能量不变
也就是它散射之后
X射线的波长是不变的
就叫相干散射
这个相干散射是X射线衍射的
物质基础
也是我们研究的一个主要内容
另外一种散射就是
它既有方向的变化
同时又有能量的改变
也就是入射的X射线经过
散射之后
它的波长也发生了变化
这个咱们叫非相干散射
产生非相干散射的时候
由于波长有了变化
这时候能量
这时候能量
会传递给其它的电子
形成一个反冲电子
这个就组成了咱们说的康复顿效应
当然当X射线与
物质相互作用的时候
除了这两种散射的
X射线之外
还会产生其它的一些物理信号
你比如说俄歇电子
还有一些光电子
还可能产生
荧光X射线
这几种现象
这种现象大家可以参考
一些书籍来更多的了解一下
那么
入射的X射线照射到物质之后
它的衰减规律是什么
比如说这有一个
入射的X射线光束
照射到这样一个金属片上
这是入射的线
这边是
透过物体之后
X射线的一个强度
它们之间
怎样一个关系
这里边有一个
叫衰减定律
比如说
当X射线在这个位置的时候
它的强度
我们用Ix来表示
穿过了这一块之后
之后
它是Ix加dx这样一个强度
那这个厚度
这一块厚度
咱们说用dx来表示
这三者之间
它满足这样一个关系
满足这样一个关系
这个咱们称为
线衰减系数
线衰减系数
所以将这个式子我们给它积分之后
可以得到这样一个公式
也就是说
X射线穿过了一个长度为l的一个金属片之后
透过的X射线
入射X射线之间
是一个指数关系
这个是线吸收系数
这个大家要注意
那么我们再引入一个量叫做
质量衰减系数
质量衰减系数
用μm来表示
它以线吸收系数是这样一个
换算关系
那么我们把刚才那个衰减定律
重新写一下
就可以写成这样
这个位置我们用
质量吸收系数来代替
那这里边这个m是什么
这个m是
垂直入射X射线方向上的
单位面积内被穿行物质的质量
是这样一个物理量
那这个质量吸收系数
对于不同的物质
入射的波长不一样
它都是不一样的
比如说
你可以进行查表
比如说这个是入射的
铜的Kα
X射线
被照射的物质
如果是钨的话
那你就可以
查到这个
它的
质量吸收系数
是多少
在这里边就可以查到这个值
这个值
是有个表了
你对各种不同的物质
你都可以通过查表来获得
X射线穿过物质后
透过的强度I与入射强度I0之比
咱们称为透射因数
对于同样的物质
X射线的波长越长
它的透射因数越小
也就是说你波长越短
穿透能力也就越强
那么如果说
对于复合物的衰减
我们怎么来
处理它
复合物一般来说
这里边可能还有
几种元素
比如说我被穿行的物体当中
有A1到An这样几种元素组成
同时这几种元素
它的质量分数我是可以知道的话
那这个复合物的这个质量衰减系数我就可以计算出来
它怎么计算
就是说你复合物这个
质量衰减系数
它等于
每一个元素所含有的那个质量百分数
乘以它本身的这个质量衰减系数
然后将这些所有的元素都给它加合在一起
用这样一个式子来表示
这个就是我们可以得到的一个复合物的一个
质量衰减系数
那么X射线
发生衰减
它的主要的因素是什么
一个是散射
是指X射线光子与物质相遇
而传播方向
改变
造成了原来方向的这个强度减弱
这个咱们称为质量散射系数
就是说
X射线打过这个物体之后
它在原来方向上X射线是减弱了
散射到其它方向上
这咱们叫质量散射系数
咱们用这个σm来表示
另外一个因素是什么
吸收
吸收是指X射线的光子与物质相遇
被这个物质俘获了
造成原来这个方向上的强度的减弱
这个咱们称为
质量吸收系数
用这个τm来表示
所以
物质对X射线的这个衰减系数
它是由两部分构成的
一部分是这个
质量散射系数
一部分是
质量吸收系数
这两部分相比较而言
这个质量吸收系数
是非常大的
它远比这个
质量的散射系数要大很多
所以我们考虑这个
质量衰减系数的时候
通常只考虑这个
质量吸收系数这一项
因为这一项占的比例实在是太大了
所以这就是
X射线在物质当中的一个衰减规律
好 这节课内容就给大家讲到这里
-1.1 晶体、空间点阵及晶体学参数
-1.2 倒易点阵
--布拉菲点阵
-1.3 晶体的宏观对称
--晶体的宏观对称
-1.4 晶体的微观对称
--晶体的微观对称
-1.5 倒易点阵
--倒易点阵
-1.6 倒易点阵的应用
--倒易点阵的应用
-1.7 晶体投影
--晶体投影
-1.8 晶体投影的应用
--晶体投影的应用
-1.9 单晶体标准投影图
--单晶体标准投影图
-1.9 单晶体标准投影图--作业
-2.1 X射线的产生
--X射线的产生
-2.2 X射线与物质的相互作用
-2.3 X射线的吸收限与滤波片
-2.4 连续X射线
--连续X射线
-2.5 特征X射线
--特征X射线
-2.5 特征X射线--作业
-3.1 一个电子对X射线的散射
-3.2 一个原子对X射线的散射
-3.3 简单晶体对X 射线的衍射
-3.4 复杂晶体对X射线的衍射
-3.5 爱瓦德作图法
--爱瓦德作图法
-3.5 爱瓦德作图法--作业
-4.1 粉末照相法
--粉末照相法
-4.2 多晶衍射仪
--多晶衍射仪
-4.3 多晶体衍射峰特征
--多晶体衍射峰特征
-4.4 多晶体衍射峰强度
--多晶体衍射峰强度
-4.5 多晶体花样分析
--多晶体花样分析
-4.5 多晶体花样分析--作业
-5.1 晶块尺寸与微观应力的宽化
-5.2 晶胞常数的精确确定
-5.3 宏观应力的测定
--宏观应力的测定
-5.4 织构的表征
--织构的表征
-5.5 织构的测定
--织构的测定
-5.6 织构分析
--织构分析
-5.7 物相定性分析
--物相定性分析
-5.8 物相定量分析
--物相定量分析
-5.8 物相定量分析--作业
-6.1 电子波与电磁透镜
--电子波与电磁透镜
-6.2 电磁透镜的像差与分辨率
-6.3 电磁透镜的景深和焦长
-6.3 电磁透镜的景深和焦长--作业
-7.1 透射电子显微镜的结构与成像原理
-7.2 透射电子显微镜主要部件的结构与工作原理
-7.3 透射电子显微镜分辨率和放大倍数的测定
-7.4 透射电子显微镜样品制备
-7.4 透射电子显微镜样品制备--作业
-8.1 概述
--概述
-8.2 电子衍射原理
--电子衍射原理
-8.3 晶带定律与零层倒易截面
-8.4 倒易阵点的扩展与偏移矢量
-8.5 倒易阵点与电子衍射图的关系
-8.6 衍射斑点指数化
--衍射斑点指数化
-8.7 选区电子衍射
--选区电子衍射
-8.8 单晶电子衍射花样的标定
-8.9 复杂电子衍射花样的标定
-8.9 复杂电子衍射花样的标定--作业
-9.1 衍射衬度成像原理
--衍射衬度成像原理
-9.2 消光距离
--消光距离
-9.3 衍衬运动学
--衍衬运动学
-9.4 衍衬动力学简介
--衍衬动力学简介
-9.5 晶体缺陷分析
--晶体缺陷分析
-9.5 晶体缺陷分析--作业
-10.1 电子束与固体样品作用时产生的信号
-10.2 扫描电子显微镜的构造和工作原理
-10.3 扫描电子显微镜的主要性能
-10.4 表面形貌衬度原理及其应用
-10.5 原子序数衬度原理及其应用
-10.6 电子探针仪的结构与工作原理
-10.7 电子探针仪的分析方法及应用
-10.7 电子探针仪的分析方法及应用--作业
