X射線衍射儀廠家講解X射線與物質(zhì)的相互作用

一、X射線的散射

    X射線通過物質(zhì)時，部分X射線將改變它們前進的方向，即發(fā)生散射現(xiàn)象。X射線的散射包括兩種：相干散射和非相干散射。X射線衍射儀廠家下面做詳細(xì)解釋：

1、相干散射

定義：入射的X射線光子與原子中受束縛較緊的電子相碰撞而彈射，光子的方向改變了，但能量幾乎沒有損失，于是產(chǎn)生了波長不變的相干散射。?

機理：原子中的電子在入射X射線電場力的作用下產(chǎn)生與入射波頻率相同的受迫振動，于是這樣的受迫振動的電子便成為一個新的電磁波源，向四周輻射與入射X射線的頻率（波長）相同的電磁波，并且彼此之間有確定的相位關(guān)系。晶體中規(guī)則排列的原子，在入射X射線的作用下都產(chǎn)生這種散射，于是在空間就形成了滿足波的相互干涉條件的多元波，故稱這種散射為相干散射，也稱經(jīng)典散射或湯姆遜散射。

2、非相干散射

? 當(dāng)X射線與束縛較小的外層電子或自由電子作用時，X射線光子將一部分能量傳給電子，使之脫離原有的原子而成為反沖電子。同時光子本身也改變了傳播方向，發(fā)生散射，且能量減小，即散射X射線的波長變長了。

二、X射線的吸收

    物質(zhì)對X射線的吸收指X射線能量在經(jīng)過物質(zhì)時轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问侥芰康男?yīng)。它主要包括：光電效應(yīng)（二次特征幅射）和俄歇效應(yīng)。

1、光電效應(yīng)與熒光（二次特征）幅射

定義：當(dāng)用X射線轟擊物質(zhì)時，若X射線的能量大于物質(zhì)原子對其內(nèi)層電子的束縛力時，入射X射線光子的能量就會被吸收，從而導(dǎo)致其內(nèi)層電子（如K層電子）被激發(fā)，并使高能級上的電子產(chǎn)生躍遷，發(fā)射新的特征X射線。我們稱X射線激發(fā)的特征X射線為二次特征X射線或熒光X射線。這種以光子激發(fā)電子所發(fā)生的激發(fā)和輻射過程稱為光電效應(yīng)，被擊出的電子稱光電子。

2、俄歇效應(yīng)

定義：當(dāng)高能級的電子向低能級躍遷時，能量不是產(chǎn)生二次X射線，而是被周圍某個殼層上的電子所吸收，并促使該電子受激發(fā)逸出原子成為二次電子。這種效應(yīng)是俄歇1925年發(fā)現(xiàn)的。故稱俄歇效應(yīng)，產(chǎn)生的二次電子稱俄歇電子。二次電子具有特定的能量值，可以用來表征這些原子。利用該原理制造的俄歇能譜儀主要用于分析材料表面的成分。

三、X射線的衰減規(guī)律與吸收系數(shù)

    X射線通過物質(zhì)時，X射線強度衰減了。其中，因散射引起的衰減遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于因吸收導(dǎo)致的衰減量。因此，可以近似地認(rèn)為，X射線通過物質(zhì)后其強度的衰減是由于物質(zhì)對它的吸收所造成的。