РЕНТГЕНОВСКИЕ СПЕКТРЫ

Спектры испускания и поглощения рентг. излучения, т. е. эл.-магн. излучения в области длин волн от 10-4 до 103 ?. Для исследования Р. с. применяют спектрометры с диспергирующим элементом (кристаллом-анализатором или дифракц. решёткой) либо бездифракц. аппаратуру, состоящую из детектора (сцинтилляционного, газового пропорционального или полупроводникового счётчика) и амплитудного анализатора импульсов (см. СПЕКТРАЛЬНАЯ АППАРАТУРА РЕНТГЕНОВСКАЯ).

Спектр излучения рентгеновской трубки представляет собой наложение т о р м о з н о г о и х а р а к т е р и с т и ч е с к о г о Р. с. Тормозной Р. с. возникает при торможении заряж. ч-ц, бомбардирующих мишень (см. ТОРМОЗНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ). Интенсивность тормозного спектра быстро растёт с уменьшением массы бомбардирующих ч-ц и достигает значит. величины при возбуждении эл-нами. Тормозной Р. с.— сплошной, он непрерывно распределён по всем дл. волн l вплоть до KB границы l0= hc/eV (здесь е -заряд бомбардирующей ч-цы, V — пройденная ею разность потенциалов).

Рис. 1. Распределение интенсивности I тормозного излучения W по длинам волн l при разл. напряжениях V на рентг. трубке.

С возрастанием энергии ч-ц интенсивность тормозного Р. с. I растёт, а l0 смещается в сторону коротких волн (рис. 1); с увеличением порядкового номера Z атомов мишени I также растёт.

Характеристич. Р. с.— дискретные, их испускают атомы мишени при столкновении с заряж. ч-цей высокой энергии (п е р в и ч н ы е Р. с.) или рентг. фотоном (ф л у о р е с ц е н т н ы е Р. с.). В результате столкновения с одной из внутр. оболочек атома (К-, L-, М-,... оболочек) вылетает эл-н. Состояние атома с вакансией во внутр. оболочке (его нач. состояние) неустойчиво. Эл-н одной из внеш. оболочек может заполнить эту вакансию, и атом при этом переходит в конечное состояние с меньшей энергией, испуская избыток энергии в виде фотона характеристич. излучения. Поскольку энергии начального ?1 и конечного ?2 состояний атома квантованы, возникает линия Р. с. с частотой v= (?1-?2)/h. Все возможные излучательные квант. переходы атома из нач. K-состояния образуют наиболее жёсткую (коротковолновую ) .К-серию.

Рис. 2. Схема К-, L-, М-уровней атома и осн. линии К- и L-серий.

Аналогично образуется L-, М-, N-ceрии (рис. 2). Положение линий характеристич. Р. с. зависит от ат. номера элемента, составляющего мишень (см. МОЗЛИ ЗАКОН).

Каждая серия характеристич. Р. с, возбуждается при прохождении бомбардирующими ч-цами определённой разности потенциалов — потенциала возбуждения Vq (q — индекс возбуждаемой серии, рис. 3). При дальнейшем росте V интенсивность I линий этого спектра растёт пропорционально (V-Vq)2, затем рост интенсивности замедляется и при V »11Vq начинает падать.

Рис. 3. Зависимость интенсивности I тормозного рентгеновского спектра от частоты n вблизи nq. 1 — без поглотителя, 2 — после прохождения поглотителя.

Относит. интенсивности линий одной серии определяются вероятностями квантовых переходов и, следовательно, соответствующими отбора правилами.

Спектр поглощения получают, пропуская рентг. излучение непрерывного спектра через тонкий поглотитель. При этом распределение интенсивности по спектру изменяется — наблюдаются скачки и флуктуации поглощения, к-рые и представляют собой спектры поглощения. Для каждого уровня Р. с. поглощения имеют резкую низкочастотную (длинноволновую) границу nq(hnq=eVq), при к-рой происходит скачок поглощения.

В Р. с. поглощения наблюдаются небольшие флуктуации интенсивности (далёкая тонкая структура), обусловленные вз-ствием эл-на, удалённого из исследуемого атома, с соседними атомами.

Р. с. нашли применение в рентгеновской спектроскопии, спектральном анализе- рентгеновском, рентгеновском структурном анализе.