《X射线的吸收》PPT课件.ppt

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1、X射线的吸收,X射线的吸收率X射线的吸收限,目录,一、多次小相互作用,两类相互作用,粒子散射实验,粒子在物质中经历多次小相互作用，每次相互作用都引起粒子能量的损失及方向的偏转，最终的能两损失和方向偏转是各次的统计叠加。,X射线的吸收率,二、全或无相互作用,光电效应,两类相互作用,粒子要么不经受相互作用，要么一次作用就从射线中消失。不经受相互作用的粒子，穿透后仍保持单能性和准直性。,X射线的吸收率,X射线的吸收X射线通过物质 X射线强度减弱X射线的吸收律通过物质前(x=0),X射线强度:Io x=x,X射线强度:I(x)x=x+dx,X射线强度:I(x)-dI强度减少量:-dI dx I(x),

2、X射线的吸收率,X射线的吸收率,引入吸收系数:,-dI=dx I(x),积分(0 x),朗伯比耳定律,吸收长度:x,通过 x0 厚度的吸收体后,强度为入射强度的e-1,线性吸收系数:,x 的单位取cm,的单位为cm-1,X射线的吸收率,吸收体密度:,质量吸收系数更能反应吸收体的本质,/不依赖吸收体的状态(汽,液,固体)质量吸收系数也常用 表示,朗伯比耳定律形式变为：,光电效应：光子与束缚电子作用，光子被完全吸收；康普顿效应：光子与自由电子的散射；电子偶效应：当光子的能量大于电子的静止能量的两倍时(即1.02MeV)，光子在原子核场附近可将全部能量转化为正、负电子对。,X射线的吸收率,光子与物质

3、作用主要有以下三种形式：,光子能量,X射线的吸收率,而这时的吸收系数将包括三个部分：,吸收长度（平均自由程）,显然光电效应和电子偶效应都属于“全或无相互作用”。当光子能量不高时，康普顿效应也近似属于“第二类相互作用”。所以光和物质相互作用基本上属于“全或无相互作用”。则光经过吸收体后的强度为：,光与物质作用主要有以下三种形式：,X射线的吸收率,X射线光子能量不超过150keV,X射线的吸收以光电效应,康普顿效应为主，同时相干的瑞利散射也较为重要（线度小于光波波长的微粒对入射光的散射现象）。,此时的吸收系数：,假如吸收体由j种不同纯元素均匀混合而成则：,X射线的吸收率,吸收体质量吸收系数为：,X

4、射线的吸收率,低能，光电效应为主。较高能，康普顿效应为主。,吸收系数随光子能量增加而下降,这是由于X光子能量越高，其穿透性越强。,质量吸收系数与入射光子的能量关系：,X射线的吸收限,在E图中，在某一个能量E处，发声突变，称之为吸收限。产生吸收限的原因是：当X射线的能量恰能将吸收体某一内层电子电离，从而引起原子的共振吸收，从而使吸收系数突然增大。,K吸收限表示光子的能量足以使一个1S电子脱离原子,从而引起原子的共振吸收,使吸收系数有了突然的增加;LI吸收限表示光子的能量足以使一个2S电子脱离原子LII和LIII分别表示使 和 层上的电子脱离原子。,X射线的吸收限,所以各吸收限分别代表原子各壳层有

5、一个电子电离时所需要吸收的能量。原子吸收了这样的能量，使它从基态跃迁到各层的电离态，因此吸收限对应于基态能级与各电离能级之间的跃迁。,X射线的吸收限,根据这种解释，吸收限波长 和原子中相应壳层能级的电离能E应有如下关系,其中E以eV为单位。这样，在实验上测出某吸收限波长后即可算出相应壳层的电离能。,X射线的吸收限,从上面的分析还可以发现，吸收限应该和标识谱线有密切的关系。一旦出现某个吸收限，即表示相应壳层上的电子已被电离，出现了空位，这时，较外层上的电子会来填充，从而产生相应于该壳层的标识谱线。,实验结果完全证实了这一推论。例如，对于吸收物银来说，当出现L吸收限时，同时就有L线系的标识谱线出现，而当出现K吸收限时，则能同时观察到K线系标识谱的全部谱线。,吸收限的出现，再一次有力的证实了原子中电子有壳层结构！,X射线的吸收限,吸收限在测量中的应用：过滤片,吸收限的应用：,X射线吸收在医学上的应用：心血管造影术,谢谢！,