Физическая энциклопедия Том 4 - Порохов А.М.
Скачать (прямая ссылка):
Кроме линнй характеристич. излучения, появляющихся после однократной ионизации атома, в спектре обнаруживаются и более слабые линии, возникающие при двукратной (или даже многократной) ионизации а^ома, когда на разных его оболочках одноврем. образуются 2 (или более) вакансии. Если, напр., в атоме образовалась лишь одна вакансия в АГ-оболочке и она заполняется электроном L2 ^-оболочки, то атом испускает дублет Kal г. Если кроме вакансии в ЛГ-оболочке в атоме образовалась ещё одна вакансия в L2^-оболочке, к-рая сохраняется при переходе атома из начального состояния двукратной ионизации KLi g в конечное состояние также двукратной ионизации’ Li 9Li 3, то атом испускает излучение с эпергией, немного превышаю-
Рис. 2. Спектральное распределение интенсивности Ir тормозного излучения рентгеновской трубки по длинам волн X; X0- квантовая граница спектра, Xm — длина волны излучения при максимальной интенсивности, Xk — квантовая граница возбуждения ЛГ-серии атома анода.
Интенсивность /т скачкообразно возрастает при значении X, большем значения Xk (см. ниже). В областн больших X становится существенным поглощение излучения «окном» рентг. трубки (атомами Be), вследствие чего при X > 1,5 нм интенсивность рентг. излучения практически равна нулю. С возрастанием напряжения V на рентг. трубке X0 и Xm сдвигаются в сторону меньших X.
Спектр поглощения получают, пропуская тормозное излучение рентг. трубки или синхротронное излучение через тонкий поглотитель. При энергиях фотонов Лео > ?K(Sк — энергия ионизации К-уровня атомов поглотителя) из атома в результате фотоэффекта могут быть вырваны электроны с любого из уровней энергии атома, т. е. в процессе поглощения участвуют электроны всех оболочек атома. При ?L < ha> < Jk электрон&г ЛГ-оболочки не вырываются излучением н в процессе поглощения участвуют лишь электроны всех остальных оболочек, начиная с L-оболочки. Поэтому при fta> = Sk наблюдается скачок поглощения SK. В этой точке спектра поглощение резко уменьшается и интенсивность рентг. излучения, прошедшего через поглотитель, скачком возрастает. Скачок поглощения Sk изменяется с ат. номером Z элементов от 35 для самых лёгких элементов до 5 для самых тяжёлых. Аналогичные скачки поглощения наблюдаются и при переходе через энергии Sq остальных 9-уровней атома. Поскольку каждой энергии Jq соответствует свой скачок поглощения, эти энергии наз. краями поглощения 9-уровней. Каждый край поглощения определяет вместе с тем и квантовую границу возбуж-
деияя соответствующей спектральной серия эмиссионного Р. с.
Интенсивность рентг. излучения, прошедшего через поглотитель с поверхностной плотностью т (в г/см2), определяется ф-лой I = /0ехр(—т/n), где Z0 — интенсивность излучения до поглощения, X — массовый коэф. поглощения (в см2/г). В пределах между двумя соседними краями поглощения т растет ««АЛ Зависимость i(K) во всём интервале А. представляет спектр поглощения. С коротковолновой стороны от каждого края поглощения величина т претерпевает флуктуации, к-рые несут информацию о структуре вещества и изучаются методами рентгеновской спектроскопии.
Для осуществления излучат, перехода в атоме после возникновения вакансии на его внутр. оболочке необходимо, чтобы на более удалённой оболочке был хотя бы один электрон. Так, после образования вакансии в if-обол очке фотои линии Kalf а испускается при переходе Li3—> К. У свободных атомов с возрастанием Z первый ’электрон В оболочке L2 3 появляется только у В (Z — 5). Однако взаимодействие атомов в твёрдом теле изменяет распределение электронов по оболочкам атома и линия Ка1?в наблюдается уже у Li (Z — 3).
Особый интерес представляет эмиссионный переход атома при заполнении внутр. вакансии электроном валентной оболочки атома, если она заполнена частично, т. е. когда в ней имеются вакансии. Так, при наличии вакансии иа if-уровне, заполняемой электронами с валентного Mi 6-уровня, К-электрон в процессе поглощения может’ быть заброшен на вакансию Mi ^-уровня, а один из электронов этого же уровня заполняет К-вакансию, т. е.’ абсорбционный и эмиссионный переходы взаимно обратны, и энергия поглощаемого фотона равна энергии испускаемого фотона (линия #РБ). С возрастанием Z оболочка Mi 6 полностью заполняется и поглощение возможно лишь при забрасывании К-электрона в более удалённую оболочку, где имеются вакансии. Т. о,, при возрастании Z атом, у к-рого впервые энергия поглощаемого фотона (края поглощения) превысит энергию фотона #Р5-линии, имеет заполненную Mi в-оболочку. Если для свободных атомов эта оболочка ’впервые заполняется у Cu (Z = 29), то в твёрдом теле такое заполнение происходит только у Ge (Z = 32). Т. о., Р. с. позволяют получить полную картину заполнения электронных оболочек атома в твёрдых телах при возрастании Z.
Р. с. иашли применение в рентгеноспектральном анализе, в рентг. спектроскопии, рентгеновском структурном анализе, а также при исследовании распределения по уровням энергии электронов в атомах твёрдого тела.
Лит. см. при ст. Рентгеновское излучение. М. А. Блохин. РЕНТГЕНОВСКИЕ СТОЯЧИЕ ВОЛНЫ — стоячие волны, возникающие в достаточно толстых монокристал-лич, пластинах при падении на них «жёсткого» реитг. излучения (с длиной волиы А, ~ 5—20 им) под углом Брэгга (при выполнении Брэгга — Вульфа условий) и осуществлении в них дннамич. дифракции рентгеновских лучей. Метод Р. с. в.— перспективный метод исследования структуры вещества.
