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1、XXX-X---射线衍射射线衍射及其应用简介何崇智BrukerBruker-Bruker---axsaxsaxs2axs222008.9008.92007.0811.前言2.X射线衍射原理3.3.D8X射线衍射仪与3.实验技术4.实验方法软件与应用2007.0821.前言X射线发现与性质晶体结构概念X射线衍射(XRD)的应用重要性X射线衍射信息认别2007.083XXX射线发现X射线发现1895年W.C.Roentgen研究阴极射线管时，发现一种有穿透力的肉眼看不见的射线,称为X射线(伦琴
2、射线)。当即在医学上应用X射线透视技,1901年度获诺贝尔物理学奖。1912年劳埃(M.VonLaue)以晶体为光栅，发现晶体的X射线衍射现象，证实了X射线的电磁波性和晶体结构的周期性,1914年度获诺贝尔物理学奖。同年，W.H.BraggandM.L.Bragg发现X射衍射Bragg公式,测定了NaCl晶体的结构,开创了X射线晶体结构分析的历史。把光谱线波长研究范围扩大到比可见光波长短一千倍的区域,开辟了X射线谱为探索分子和原子结构道路,劳厄的发现揭开了原子理论的新纪元。2007.084X射线发现在物理
3、学上研究的主要后果射线发现在物理学上研究的主要后果XXX射线本质X射线本质--------波粒性的验证----波粒性的验证1912年劳厄等用X射线照射晶体产生衍射花样，证实了X射线为具有短波长的电磁波。1923年康普顿进行非弹性散射，揭示了它具有粒子。随后电子衍射、中子衍射的相继发现,为波粒性提供了全面的例证。XXX射线光谱学的成就X射线光谱学的成就以晶体为分光元件，发展了X射线光谱学。1913年莫塞莱发现了元素特征X射线谱的频率的平方根与原子序数的线性关系,构成了理解元素周律的一个里程碑，丰富了人们
4、对于原子结构的认识。XXX射线晶体学的诞生和发展X射线晶体学的诞生和发展布拉格父子通过衍射谱揭示晶体的原子结构。发展了结构分析的方法，从最简单的NaCl，KCl，金刚石等开始，一直到复杂的生物大分子，如蛋白质与DNA，这些晶体学的研究为固体物理学、矿物学、分子生物学等学科奠定了基础。实际应用：：：透射学：，光谱学(谱波，波)晶体学2007.085XXX射线产生与X射线产生与XXX射线谱X射线谱封闭X射线管靶面用金属做成:Cr,Fe,Ni,Co,Cu,Mo,Ag,W.靶材料的原子序数愈大，X射线波长愈短
5、，能量愈大，穿透能力愈强.2007.086点焦斑与线焦斑焦斑小，比功率大，线形失真小2007.087波波粒性波粒性X射线的波长范围：0.01~100Å,波长的度量单位常用埃（Å）表示；国际计量单位用纳米（nm）表示，它们之间的换算关系为：−91nm=10Å=cm.10波动性表现形式：在晶体光栅观察到的X射线的衍射现象。粒子性表现形式:与物质相互作用时交换能量。如光电效应；二次电子等。特征表现为以光子形式辐射和吸收时具有的一定的质量、能量和动量。X射线的频率ν、波长λ以及其光子的能量ε、动量p之间存
6、在如下关系：hcε=hν=λ,式中普朗克常数h=6.625×−34J.s;X射线的速度c=10102.998×10cm/s.2007.088XXX射线谱X射线谱------连续谱---连续谱与特征谱特征谱特征波长叠加在连续谱的某些特定位置上出现的一系列强度很高,波长范围很窄的谱线。靶材一定，波长恒定，不受管压、管流的影响.特征谱中K系Ka1和KKa2，波长极为相近难分解，Kb可过滤。2007.089特征谱产生原理特征X射线由若干互相分离且具有特定波长的谱线组成，其强度大并迭加于连续谱线上。这些谱线不随X射
7、线光管的工作条件而变，只决定于阳极物质。根据原子结构壳层理论，原子核周围的电子分布在若干壳层中，处于每一壳层的电子有其自身特定的能量。按光谱学的分类，将壳层由内至外分别命名为K、L、M、N…壳层，相应的主量子数为n=1，2，3，4，…，每个壳层中最多能容纳2n2个电子，其中处于K壳层中的电子能量为最低，L壳层次之，依次能量递增，构成一系列能级。高速运动的电子将可能把阳极靶原子的第K、L、M┈等壳层的电子电离出来，为了保持体系的能量最低，更外层电子将跃迁到这些空位上，从而产生特征X射线标识谱）。2007.0
8、810原子的壳层结构与电子的跃迁，放出光子能量PhotoelectronEmissionMKααα-QuantLKElectronLααα-QuantKβ-Quant2007.0811XXX射线分析常用阳极材料X射线分析常用阳极材料KKK系特征谱线K系特征谱线与激发电压KαK1KKα2αβ激发阳极波长波长相波长单位波长单位相对单位Å*单位Å*Å*Å*K吸收限电压kV元素对强度单位Å强度24Cr2.289702.29360651
