(~99%)转化为热能而损失，只有极少部分的能量转化为X射线。所以X射线管工作时 靶极必须散热冷却. 经过X射线管发射出的X射线分为两种：连续光谱和标识光谱.能量为U的电子与 阳极靶的原子碰撞时，电子失去自己的能量，其中部分以光子的形式辐射，碰撞一次产生 一个能量为的光子，这样的光子流即为X射线.单位时间内到达阳极靶面的电子数目是 极大量的，绝大多数电子要经历多次碰撞，产生能量各不相同的辐射，因此出现连续X射 线谱.因为连续光谱是由于高速电子受靶极阻挡而产生的轫致辐射，所以其短波极限入 由加速电压U决定：o=hc/eU,其中h为普朗克常数，e为电子电量，c为真空中的光 速.连续光谱又称为“白色”X射线，包含了从短波限开始的全部波长，其强度随波长 变化连续地改变。从短波限开始随着波长的增加强度迅速达到一个极大值，之后逐渐减弱， 趋向于零（图2）。 当增加管压时，电子动能增加，电子与靶的碰撞次数和辐射出来的X射线光量子的能 量都增高，因此连续谱各波长的强度都相应增高，入，减小。当管压不变，增加管流时，X 射线光量子数目增加，连续谱各波长的强度都相应增高，但光量子能量不变，短波极限也 不变。 标识光谱的产生则与阳极靶材的原子内部结构紧密相关的.原子系统内的电子按泡利 不相容原理和能量最低原理分布于各个能级.在电子轰击阳极的过程中，当某个具有足够 能量的电子将阳极靶原子的内层电子击出时，于是在低能级上出现空位，系统能量升高， 处于不稳定激发态.较高能级上的电子向低能级上的空位跃迁，并以光子的形式辐射出标 识X射线谱.每种元素各有一套特定的标识谱，反映了原子壳层结构的特征. K系激发与辐射是将原子系统的K层电子击走，原子系统的能量由基态升高至K激发 态，这个过程称为K系激发。K层能级被高能级电子填充时产生的辐射称为K系辐射。K 系辐射分K.辐射和KB辐射。其中 K辐射：在K系辐射中，由M层电子填充K层能级时产生的辐射 K.辐射：在K系辐射中，由L层电子填充K层能级时产生的辐射 L层电子填充K层能级的几率远大于M 层电子填充K层能级的几率，故K辐射产生 的光量子数目远大于K辐射，因此K.辐射的 特征光谱 强度远大于K辐射的强度。 除去不需要的K线，使用过滤片是最简 单的单色化方法，使X射线管产生的X射线 Mo 单色化，同时使用K滤波片还可以吸收掉大 部分的“白色”射线。本实验采用锆滤片。 X射线的强度是指单位时间内通过与X 连续光谱 射线传播方向垂直的单位面积上的所有光量 子的能量总和。经验公式表明连续X射线谱 的总强度与X射线管电流()、阳极靶材的原 0.5 0.7 0.0 波长(A) 子序数(Z)及管电压(V)的平方成正比。 图2X射线管产生的X射线的波长谱 2.X射线的探测 因人的肉眼看不见X射线，故利用它与物质相 -2- 2 - 图 2 X 射线管产生的 X 射线的波长谱 （~99%）转化为热能而损失，只有极少部分的能量转化为 X 射线。所以 X 射线管工作时 靶极必须散热冷却． 经过 X 射线管发射出的 X 射线分为两种：连续光谱和标识光谱．能量为 eU 的电子与 阳极靶的原子碰撞时，电子失去自己的能量，其中部分以光子的形式辐射，碰撞一次产生 一个能量为 hν的光子，这样的光子流即为 X 射线．单位时间内到达阳极靶面的电子数目是 极大量的，绝大多数电子要经历多次碰撞，产生能量各不相同的辐射，因此出现连续 X 射 线谱． 因为连续光谱是由于高速电子受靶极阻挡而产生的轫致辐射，所以其短波极限 λ0 由加速电压 U 决定： λ0 = hc/eU，其中 h 为普朗克常数，e 为电子电量，c 为真空中的光 速．连续光谱又称为“白色”X 射线，包含了从短波限 λ0开始的全部波长，其强度随波长 变化连续地改变。从短波限开始随着波长的增加强度迅速达到一个极大值，之后逐渐减弱， 趋向于零（图 2）。 当增加管压时，电子动能增加，电子与靶的碰撞次数和辐射出来的 X 射线光量子的能 量都增高，因此连续谱各波长的强度都相应增高，λ0 减小。当管压不变，增加管流时，X 射线光量子数目增加，连续谱各波长的强度都相应增高，但光量子能量不变，短波极限也 不变。 标识光谱的产生则与阳极靶材的原子内部结构紧密相关的．原子系统内的电子按泡利 不相容原理和能量最低原理分布于各个能级．在电子轰击阳极的过程中，当某个具有足够 能量的电子将阳极靶原子的内层电子击出时，于是在低能级上出现空位，系统能量升高， 处于不稳定激发态．较高能级上的电子向低能级上的空位跃迁，并以光子的形式辐射出标 识 X 射线谱．每种元素各有一套特定的标识谱，反映了原子壳层结构的特征． K 系激发与辐射是将原子系统的 K 层电子击走，原子系统的能量由基态升高至 K 激发 态，这个过程称为 K 系激发。K 层能级被高能级电子填充时产生的辐射称为 K 系辐射。K 系辐射分 Kα辐射和 Kβ辐射。其中 Kβ辐射：在 K 系辐射中，由 M 层电子填充 K 层能级时产生的辐射 Kα辐射：在 K 系辐射中，由 L 层电子填充 K 层能级时产生的辐射 L 层电子填充 K 层能级的几率远大于 M 层电子填充 K 层能级的几率，故 Kα辐射产生 的光量子数目远大于 Kβ辐射，因此 Kα辐射的 强度远大于 Kβ辐射的强度。 除去不需要的 Kβ线，使用过滤片是最简 单的单色化方法，使 X 射线管产生的 X 射线 单色化，同时使用 Kβ滤波片还可以吸收掉大 部分的“白色” 射线。本实验采用锆滤片。 X 射线的强度是指单位时间内通过与 X 射线传播方向垂直的单位面积上的所有光量 子的能量总和。经验公式表明连续 X 射线谱 的总强度与 X 射线管电流（i）、阳极靶材的原 子序数（Z）及管电压（V）的平方成正比。 2． X 射线的探测 因人的肉眼看不见 X 射线，故利用它与物质相