- •Квадратичные формы для основных сингоний
- •2.2 Измерение длины волны рентгеновскихлучей
- •2.3 Сплошной (непрерывный) спектр рентгеновских лучей
- •2.4 Характеристический спектр рентгеновского излучения
- •2.6 Фильтры рентгеновского излучения
- •2.7 Методы регистрации рентгеновского излучения
- •3 Теория интерференции рассеянных рентгеновких лучей
- •4 Основные методы рентгеноструктурного анализа
- •4.3.2 Выбор излучения и фильтров для рентгеновской съемки
- •5.1 Рентгеновский анализ металлических твердых расплавов
- •5.1.1 Рентгеновский метод определения типа твердого раствора
- •5.1.3 Построение кривой ограниченной растворимости компонентов на диаграмме состояния
- •5.4 Рентгеноструктурный анализ текстур металлов
2.3 Сплошной (непрерывный) спектр рентгеновских лучей
Эксперименты Брэггов показали, что у рентгеновской трубки с вольфрамовым анодом наблюдается излучение с набором длин волн от некоторой минимальной величины до весьма большой, названной . Измерив плотность почернения пленки в пятне (Д) и приняв прямую пропорциональность между Д и интенсивностью излучения, Брэгги изобразили в графической форме спектральный состав излучения (Рис.2.7).
Рисунок 2.7 – Распределение интенсивности излучения в сплошном спектре трубки с вольфрамовым анодом.
Как видно из рис.2.7 спектральный состав излучения весьма неоднороден. Со стороны больших длин волн отмечается плавное снижение интенсивности излучения с ростом длины волны, а со стороны коротких волн виден резкий спад интенсивности. Причем с ростом напряжения на электродах рентгеновской трубки отмечается рост интенсивности всех спектральных составляющих излучения и смещение спектра в сторону коротких волн.
Объясним данные экспериментальные факты. Представим себе ситуацию в рентгеновской трубке, когда электрон, ускоряемый сильным электростатическим полем летит от катода к аноду. Мгновенно электрон достигает анода и на большой скорости буквально «врывается» в его структуру. Обладая большой энергией, «электрон – возбудитель» взаимодействует с себе подобными электронами материала анода и резко тормозит свое движение. Снижение энергии электрона при торможении в аноде порождает электромагнитное излучение - это и есть рентгеновские лучи. Если электрон, пролетая от катода к аноду, получит энергию равную , где е - заряд электрона, a u - разность потенциалов между электродами, то, отдав одним актом взаимодействия сразу всю энергию, электрон создаст рентгеновский квант наибольшей энергии: , где h- постоянная Планка, c - скорость света, - частота излучения.
Приравнивая , получим:
, (2.3)
откуда
Если в формулу 2.3 подставить значения фундаментальных постоянных h,c и e, то она упростится:
(2.4)
Откуда следует, что при изменении напряжения, будет изменяться и спектральный состав излучения. Причем эта зависимость обратной пропорциональности.
Из рис. 2.7 также следует, что составляющая с имеет чрезвычайно малую интенсивность, что говорит о малой вероятности одноэтапной отдачи энергии «электроном – возбудителем». Наиболее вероятным процессом можно считать многократные взаимодействия электронов, когда энергия высвобождается частями, что и приводит к получению набора длин волн, а, соответственно, приводит к сплошному спектру излучения.
Интегральная интенсивность сплошного спектра I зависит от тока, протекающего через трубку - ; порядкового номера материала анода – Z; разности потенциалов между электродами трубки – u и определяется по формуле:
, (2.5)
где k - коэффициент пропорциональности.
Сплошной спектр рентгеновского излучения используется в рентгенографии весьма ограниченно, так как непостоянство длины волны не дает возможность точного расчета параметров решетки и межплоскостных расстояний - главных характеристик атомной структуры кристаллов.