Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

1 PROMIENIOWANIE X, A ENERGETYCZNA STRUKTURA ATOMÓW.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "1 PROMIENIOWANIE X, A ENERGETYCZNA STRUKTURA ATOMÓW."— Zapis prezentacji:

1 1 PROMIENIOWANIE X, A ENERGETYCZNA STRUKTURA ATOMÓW

2 2 Rura wyładowcza; odkrycie nowego nieznanego promieniowania X, Roentgen, 1895 r. Szczegóły eksperymentu: rura umieszczona w czarnym kartonie, na zewnątrz ekran pokryty platynocyjankiem baru, wyładowanie w rurze wywołuje świecenie ekranu; pierwsze obrazy rtg duża przenikalność nowego promieniowania Promieniowanie rtg; promieniowanie elektromagnetyczne o energiach fotonu od 1 – 100 keV, długościach fali od 0.1 – 10 Å

3 3 Przenikalność krótkofalowego promieniowania e-m, a klasyczny opis oddziaływania fali e-m z ośrodkami materialnymi: próżnia, brak absorpcji i załamania ośrodek materialny o współczynniku załamania n; absorpcja i załamanie

4 4 Zespolony współczynnik załamania ośrodka materialnego w pobliżu rezonansu, model Lorentza

5 5 Rzeczywisty współczynnik załamania typowego ośrodka materialnego, model Lorentza Dla dużych częstości n 1, elektrony nie nadążają za polem elektrycznym

6 6 Klasycznie promieniowanie X wydaje się zupełnie nieszkodliwe (brak oddziaływania) Dlaczego w rzeczywistości jest inaczej? Kwantowa natura fali elektromagnetycznej (efekt fotoelektryczny) dla krótszej długości fali wiązka promieniowania o tej samej mocy zawiera mniejszą liczbę fotonów o większej energii; dla bardzo krótkiej długości fali obserwujemy absorpcję dużej energii (foton X) w małej objętości ośrodka Dla fal optycznych energia zaabsorbowana lokalnie jest znacznie mniejsza

7 7 Kwanty promieniowania e–m o tak dużej energii w atomach? Owszem, ale przejścia z udziałem wewnętrznych (nie zewnętrznych) elektronów w cięższych atomach Np. atomy wodoropodobne o dużym Z Dla Z = 30 energie przejść emisyjnych są 12.2 keV seria K n = 1 seria L n = 2 seria M n = 3 seria N n = 4

8 8 Powstawanie serii K, L i M w widmie rentgenowskiego promieniowania charakterystycznego Copyright © Springer-Verlag, The Physics of Atoms and Quanta by Hermann Haken and Hans Christoph Wolf Copyright © for the Polish edition by Wydawnictwo Naukowe PWN SA, Warszawa 2002

9 9 Powstawanie serii K, L i M w widmie rentgenowskiego promieniowania charakterystycznego Jonizacja (strzałka do góry) Przejścia z wyższych zapełnionych poziomów na opróżniony poziom (strzałki w dół) z emisją promieniowania Copyright © Springer-Verlag, The Physics of Atoms and Quanta by Hermann Haken and Hans Christoph Wolf Copyright © for the Polish edition by Wydawnictwo Naukowe PWN SA, Warszawa 2002

10 10 Struktura subtelna w widmie promieniowania rtg zniesienie degeneracji orbitalnej (różne ekranowanie) i oddziaływanie spin – orbita Copyright © Springer-Verlag, The Physics of Atoms and Quanta by Hermann Haken and Hans Christoph Wolf Copyright © for the Polish edition by Wydawnictwo Naukowe PWN SA, Warszawa 2002

11 11 Położenia linii emisyjnych i krawędzi absorpcji dla różnych pierwiastków Copyright © Springer-Verlag, The Physics of Atoms and Quanta by Hermann Haken and Hans Christoph Wolf Copyright © for the Polish edition by Wydawnictwo Naukowe PWN SA, Warszawa 2002

12 12 Energie przejść: Prawo Moseleya: Ekranowanie tylko przez elektrony na niższych powłokach; 1 dla K i prawie 8 dla L

13 13 Wykres Moseleya dla krawędzi absorpcji różnych pierwiastków Rozbieżność dla większych Z – wskutek sprzężenia spin – orbita Copyright © Springer-Verlag, The Physics of Atoms and Quanta by Hermann Haken and Hans Christoph Wolf Copyright © for the Polish edition by Wydawnictwo Naukowe PWN SA, Warszawa 2002

14 14 Wytwarzanie promieni rtg, lampa rtg Copyright © Springer-Verlag, The Physics of Atoms and Quanta by Hermann Haken and Hans Christoph Wolf Copyright © for the Polish edition by Wydawnictwo Naukowe PWN SA, Warszawa 2002

15 15 Promieniowanie z lampy rtg; widmo ciągłe Copyright © Springer-Verlag, The Physics of Atoms and Quanta by Hermann Haken and Hans Christoph Wolf Copyright © for the Polish edition by Wydawnictwo Naukowe PWN SA, Warszawa 2002

16 16 Promieniowanie z lampy rtg; widmo ciągłe Copyright © Springer-Verlag, The Physics of Atoms and Quanta by Hermann Haken and Hans Christoph Wolf Copyright © for the Polish edition by Wydawnictwo Naukowe PWN SA, Warszawa 2002

17 17 Widmo ciągłe; promieniowanie hamowania jądro + szybki elektron jądro + wolny elektron + hν Copyright © Springer-Verlag, The Physics of Atoms and Quanta by Hermann Haken and Hans Christoph Wolf Copyright © for the Polish edition by Wydawnictwo Naukowe PWN SA, Warszawa 2002

18 18 Widmo ciągłe; promieniowanie hamowania, rozkład przestrzenny Copyright © Springer-Verlag, The Physics of Atoms and Quanta by Hermann Haken and Hans Christoph Wolf Copyright © for the Polish edition by Wydawnictwo Naukowe PWN SA, Warszawa 2002

19 19 Widmo ciągłe i liniowe, zależność od napięcia Copyright © Springer-Verlag, The Physics of Atoms and Quanta by Hermann Haken and Hans Christoph Wolf Copyright © for the Polish edition by Wydawnictwo Naukowe PWN SA, Warszawa 2002

20 20 Widmo ciągłe i liniowe, zależność od napięcia i od materiału antykatody Przykład: antykatoda z Rh Dla V 0 > 0.5 kV linie serii M Dla V 0 > 3 kV linie serii M i L Dla V 0 > 23 kV linie serii M, L i K Widmo liniowe obserwujemy, gdy energia elektronów q e V 0 (zatem także maksymalna energia kwantu X) przekracza krawędź absorpcji dla danej serii

21 21 Rentgenowskie widma absorpcyjne i emisyjne platyna Copyright © Springer-Verlag, The Physics of Atoms and Quanta by Hermann Haken and Hans Christoph Wolf Copyright © for the Polish edition by Wydawnictwo Naukowe PWN SA, Warszawa 2002

22 22 Efekt Augera Efekt konkurencyjny do emisji promieniowania rtg N X liczba fotonów X Copyright © Springer-Verlag, The Physics of Atoms and Quanta by Hermann Haken and Hans Christoph Wolf Copyright © for the Polish edition by Wydawnictwo Naukowe PWN SA, Warszawa 2002

23 23 Zależność współczynnika Augera od liczby Z Copyright © Springer-Verlag, The Physics of Atoms and Quanta by Hermann Haken and Hans Christoph Wolf Copyright © for the Polish edition by Wydawnictwo Naukowe PWN SA, Warszawa 2002

24 24 Spektroskopia fotoelektronowa (XPS – X-ray Photoelectron Spectroscopy) Copyright © Springer-Verlag, The Physics of Atoms and Quanta by Hermann Haken and Hans Christoph Wolf Copyright © for the Polish edition by Wydawnictwo Naukowe PWN SA, Warszawa 2002


Pobierz ppt "1 PROMIENIOWANIE X, A ENERGETYCZNA STRUKTURA ATOMÓW."

Podobne prezentacje


Reklamy Google