Сформулируйте закон Мозли.
Закон Мозли: корень квадратный из частоты ν характеристического рентгеновского излучения атома химического элемента и его атомный номер Z связаны линейной зависимостью:
Где
R
– постоянная Ридберга,
– постоянная экранирования, n
– главное квантовое число.
Чем обусловлена тонкая структура рентгеновских линий?
Если спиновый и орбитальный моменты в атоме отличны от нуля, то за счет взаимодействия спинового и орбитального моментов энергетические уровни могут дополнительно расщепиться. В результате этого вид спектра ЭПР усложнится и вместо одной спектральной линии в спектре ЭПР появятся несколько линий.
Это явление обусловлено релятивистской зависимостью массы электрона от скорости и взаимодействием собственного магнитного момента электрона с орбитальным магнитным моментом. Учет спин-орбитального взаимодействия и релятивистской зависимости массы электрона от скорости приводит к дополнительному слагаемому, которое зависит не только от квантовых чисел n и l, но и от внутреннего квантового числа j:
Здесь Ry = 13,595 эВ, a=2pe2 / hc = 7,297×10-3 - постоянная тонкой структуры; j = ïl ± sï = ïl ± 1/2ï (l - орбитальное квантовое число, принимающее значения l=0, 1, 2,...n - 1; s =1/2 - спиновое квантовое число электрона).
На какое максимальное число компонент расщепляется α-линия к-серии?
α-линия К-серии может расщепляться на две компоненты, так как с L-серии на К-серию возможен переход только со II и III подсерий.
Перечислите известные вам способы возбуждения характеристического рентгеновского излучения.
Рентгеновская трубка. Электроны, эмитируемые катодом трубки, ускоряются высокой разностью потенциалов и бомбардируют анод. В результате возникают тормозное и характеристическое излучения. Такой способ получения характеристического излучения практически не очень удобен при изучении спектров разных элементов, так как для смены образца требуется замена вещества анода. Однако полученным излучением можно воспользоваться в качестве первичного излучения (возбуждающий фотонный пучок), направив его на образец исследуемого вещества. При соблюдении условия Еперв ³ Е*, где Е* - энергия связи электрона соответствующей оболочки, возникнут линии спектра вторичного излучения - спектра флуоресценции.
Источник α-частиц. Возбуждение рентгеновского характеристического излучения можно осуществить a-частицами радиоактивного изотопа. С этой целью использовался изотоп Pu239, испускающий a-частицы с энергией 5,1 МэВ и активностью 500 микрокюри. Пластина с нанесенным изотопом помещена в специальную камеру, изображенную на рис.6, которая монтируется на анод рентгеновской трубки таким образом, чтобы оба излучателя (рентгеновская трубка и камера изотопа) были соосны. При работе рентгеновской трубки камера закрыта.
Возбуждение рентгеновских спектров в атомах радиоактивных изотопов. Некоторые радиоактивные изотопы излучают рентгеновские спектры без предварительного возбуждения их внешними источниками в результате электрон-ядерных взаимодействий. Существует три механизма этих взаимодействий.
1) внутренний фотоэффект, когда g-квант, вылетающий из ядра, выбивает электрон из своего же атома,
2) внутренняя конверсия – эффект прямой передачи энергии возбужденным ядром атомному электрону, приводящий к ионизации атома,
3) захват ядром одного из внутренних электронов атома (К-захват).