连续谱的能量来自电子动能, 因而λ极小与阳极材料无关。
由能量守恒:
通常:
βeV =h ν= hc/ λ（β为转化为光子能量的比
例系数)
当β= 1 , eV = hc/ λ极小
β=0 , βeV = h ν= 0
0 < β< 1 βeV = hc/ λQ β连续变化∴λ是连续变化
消耗在靶上的热能+==λ
hc eV mv 2021
它是加速电子全部动能转换成辐射能所对应的波长。连续谱的形状与靶材(Z)无关，连续谱有一个最小波长λmin ，它仅与加速电压有关：
nm (kV)
1.24min V eV hc ==λ轫致辐射的强度反比于入射带电粒子的质量平方，因此，对质子等重带电粒子，轫致辐射比起电子来几乎可以忽略。轫致辐射的强度正比于靶核电荷的平方。由于医学、工业上使用的X 射线往往依靠连续谱的那一部分，因此在X 射线管内用得最多的阳极靶是钨靶，因为它的原子序数大，能输出高强度的X 射线。
3. 产生机制：快速电子射到阳极上,受到阳极中原子核的
库仑场作用就会骤然减速;由此伴随产生的
辐射称之为轫致辐射。
1. 产生条件：仅当电子的能量不超过某一限度时, 才只发射
连续谱。
2. 特征：z 强度随波长变化, 在某一波长处,强度有极
值，在长波方面强度降落缓慢,在短波方面强度
降落较快, 且有明显的极值，最短波长λ极小。
n λ极小与材料无关, 只与加速电压有关,当加速
电压增高时λ极小减小。
由于电子速度连续变化，所以产生连续谱。
3. 特征辐射（标识辐射）——电子内壳层的跃迁
标识谱是线状谱，由具有个别波长谱线构成，谱线的波长决定于靶子的材料，与外加电压无关。每一种元素有一套一定波长的射线谱，成为这元素的标识，所以称为标识谱。
在X 射线谱中，叠在连续谱上有尖峰出现，这就是特征辐射产生的X 射线谱，也就是标识谱。
各元素的标识谱有相似的结构，清楚的分为几个线系。
特征X射线谱（标识谱）是由巴克拉在1906年首先发现的，他观察到，从任何给定元素中发出的特征谱包含有若干个系列，按辐射的硬度（贯穿能力）递减的次序可以标以K，L，M，N等字母，波长最短的一组线称
为K系列，在K系列中又含有K
α，K
β
，L系列
中含有L
α，L
β
，L
γ
，……
1913年，莫塞莱在测量了从铝到金总共38种元素的光谱之后发现，如果把各元素的X射线的频率的平方根对原子序数Z作标绘，就会得到线性关系。
对于图上纵坐标各元素旁边的整数，原来并不知道它的意义，而是被莫塞莱发现了，它就等于该元素在周期表中的那个位置的序数，这一决定着X 射线光谱的整数就是核中电荷的单位数。
莫塞莱的发现，是理解元素周期律的一个重要里程碑，并可作为X 射线光谱学的开始。
对于K α线，莫塞莱得到了如下的经验公式：
1 ,)(10248.02
16≈?×=b Hz b Z K αν就在这一年，玻尔发表了三篇文章，提出了关于原子的量子学说，莫塞莱一看到玻尔的论文，就发现他提出的经验公式可以从玻尔的理论中导出：Hz Z RcZ RcZ c K 216222210246.04
3 )2
111(×≈=?==λνα该式与上式十分接近，不同之处在于（Z-1）2与Z 2。
这是因为，当n ＝1层出现一个空穴时，考虑到电子屏蔽效应，在n ＝2层中的电子感受到的是（Z －1）个正电荷的吸引，因此，当n ＝2层中的电子向内层跃迁时，发出的辐射频率应是
Hz Z K 2
16)1(10246.0?×=αν或者
eV Z Z hRc E K 2222
)1(6.1343)2111()1(?××≈??=?α式中，3/4表示内层跃迁（n ＝2到n ＝1）；13.6eV 是里德伯常量相应的能量，（Z-1）2 则表示跃迁的电子受到Z-1 个正电荷的作用。
这样对KX 射线的产生就有了清晰的物理图像，并依此还可以解释一个事实：产生KX 射线的阈能大于KX 射线本身的能量；阈能是从n ＝1层移去一个电子所需的能量，而KX 射线的能量是电子从n ＝1到n ＝2层的能量差值。
后人对L 线系也进行了研究，发现莫塞莱定律也成立，即
R ν
~与Z 有线性关系，并为L β线列出一个公式：
)3121()4.7(~222??=Z R ν
标识谱有下列特征：
各种元素的标识谱有相似的结构，不同于可见光的光谱彼此相差很大。
按原子序数的次序比较各元素的标识谱，谱线的波长依次变动，看不出周期性的变化。
K线系甚至L线系的结构与化学成分无关。例如用两种铜的化合物做成的靶子所发铜的K线系是相同的。
X射线管上需加几万伏特的电压才能激发出某些线系，X射线的光子能量比可见光的光子能量大得多。
把上述情况一并加以考虑，就会得出下述结论：
X 射线的标识谱是靶子中的原子发出的，从它不显示周期性的变化，同化学成分无关和和光子能量很大来看，可以知道，这是原子内层电子跃迁所发出的。各元素原子的内层电子填满后，壳层的结构是相同的，所不同的只是对应于各层的能量的数值。周期性的变化和化学性质是外层电子的问题，X射线标识谱不显出这些情况，足见是内层电子所发的。
既然元素的标识谱只与元素的原子序数Z有关，它就可以作为分析元素的工具。不过，要想产生标识X射线，必须先产生空穴。这是由泡利原理所决定的产生标识辐射的先决条件。例如，当一个原子的K层中有两个电子时，则永远也不可能在其中产生KX射线，只有当K层中的一个电子被拿掉，即K层中出现一个空穴时，才可能获得KX射线。空穴的存在是产生标识辐射的先决条件。
产生空穴的方法可以有多种，如用高能电子束，质子束，X射线等都可作为轰击原子中内层电子手段。
4. 特征辐射的标记方法
K-X射线是最内层（n＝1）以外各层的电子跃迁到最内层的结果。L-X射线是第二层（n＝2）以外各层的电子跃迁到第二层的结果。M-X射线是第三层（n＝3）以外各层电子跃迁到第三层的结
，果。然后，又以初态的不同而再分为K
α
Kβ，……。K-X射线中的Kα线，波长最长，强度最大，是第二层（n＝2）的电子跃迁到最内层
线是第三层（n＝3）电（n＝1）时所发射的，K
β
子跃迁到最内层所发射的。
不难看出，其能级结构十分类同碱金属能级结构，X射线是内层电子的跃迁。为此，需先将内层电子电离形成空穴。由于满壳层的轨道角动量、自旋角动量和总角动量都为零，所以少一个电子壳层的上述角动量分别与该壳层只有一个电子的角动量相同（只是方向相反）。由此推知，少一个电子的原子态（即电离态）与只有一个电子（碱金属）的原子态相同。
当K壳层的一个电子被电离后，原子处于电离态。电离态的能级与中性原子未电离的基态能相比为最高。L 层的电离态能级次之。
同一个线系中用α，β，γ…表示不同的上能级向同一下能级跃迁的谱线。例如从L 、M 、N 层向K 层跃迁的K 线系，依次表示为Ｋα，Ｋβ，Ｋ
γ。在K α线中还有两条K α1，K α2线对应2P 3/2
和2P 1/2
向下的跃迁。1 ,01;
±=?±=?J l 电离能是使某壳层一个电子被电离所需的能量；也是该壳层电子的结合能。若用光子电离(共振吸收)该能量又称吸收限。
X 射线特征谱的选择定则也与碱金属光谱相同。
5. 其它效应
俄歇（Auger）电子
在原子壳层中产生空穴后，产生X 射线仅是释放能量的一种途径。另一种途径，称之为俄歇电子发射，是1923年由法国物理学家俄歇首先发现的。
假如在K层中有了一个空穴，当L层的一个电子跃迁到K层时，多余的能量可以释放X射线，也可以不释放X射线，而把能量传递给另一层（例如M层）中的一个电子，这个电子就可以脱离原子，并被称为俄歇电子。
设K，L，M层的电子结合能分别是φ
K ，φ
L
，φ
M
，当
电子从L层跃迁到K层时，将释放能量φ
K －φ
L
，假如这
部分能量给了M层中的一个电子，那么，φ
K －φ
L
－φ
M
就是M层发出的俄歇电子的动能，
E ae＝φK－φL－φM。
俄歇电子的动能完全决定于元素的本性，因此，对俄歇电子的测量也可以用来作为分析元素的手段。
一般来说，对轻元素，发射俄歇的几率较大，对重元素，发射X射线的几率较大。
2-第二章X射线影像-课后习题答案
第二章 X射线影像 习题二解答 2-1 X射线信息影像形成的阶段是（） A. X射线透过被照体之后 B. X射线照片冲洗之后 c. X射线到达被照体之前 D.在大脑判断之后 答：X射线到达被照体之前,不具有物体信息。X射线透射出被照体时,由于被照体对X射线的吸收衰减,使透射出的X射线强度产生不均匀分布,由此形成X射线信息影像。正确答案:A 2-2 X射线照片图像形成过程中,起作用的是（） A. X射线的穿透作用 B. X射线的荧光作用 c.被照体对X射线吸收衰减的差异 D. X射线的光化学作用 答：由于X射线具有穿透作用,且不同的物体(组织)对X射线的吸收衰减不同,使透射出物体(组织)的X射线强度分布不均匀,携带了物体(组织)的信息,当其投照到胶片上后,x射线的光化学作用使胶片形成潜影。但因X射线的光化学作用使胶片形成潜影的效率较低,利用X射线荧光作用的增感屏得到广泛使用。在增感屏一胶片系统中,胶片潜影的形成,来自X射线光化学作用的贡献不足10% ,其余为X射线的荧光作用使增感屏发出的荧光的贡献。正确答案:A、B、C、D 2-3关于X射线照片图像的形成,正确的说法是（） A. X射线透过被照体之后的透射线和散射线,照射到胶片上形成照片图像 B. X射线照片图像是X射线被被照体吸收与散射后形成的 C. X射线照片图像是利用了X射线的直进性 D. X射线胶片接受到的散射线不形成图像
答：由于被照体对X 射线的吸收衰减,使透射出的X 射线强度产生不均匀分布,由此形成X 射线信息影像。散射线对透射过被照体的X 射线的强度分布规律没有影响,因此散射线不形成影像,只能给照片带来灰雾。正确答案:B 、C 、D 2-4关于光密度的定义,正确的说法是（ ） A.光密度为胶片乳剂膜在光的作用下致黑的程度 B.光密度是由胶片乳剂曝光后,经冲洗还原出来的银颗粒沉积而形成的 c.银颗粒沉积越多的地方,照片越黑,密度越高;反之亦然 D.光密度值用照片阻光率的常用对数表示 答：胶片感光层是感光灵敏的乳胶体薄层,在乳胶体中均匀地分布着卤化银微颗粒。 x 射线照射过的胶片,经过显影、定影后,胶片感光层中的卤化银被还原成金属银残留在胶片上,形成由金属银颗粒组成的黑色影像。胶片变黑的程度称为照片光密度(D)：I I D 0lg 式中I 0是投照在胶片上曝光点的光强,I 是曝光点的透射光强。 I I 0越大,表示该曝光点吸收光的能力越大(阻光能力强) , I I 0也被称为阻光率,胶片经冲洗还原出来的银颗粒沉积越多,照片越黑,光密度越大(高)。正确答案:A 、B 、C 、D 2－5 均匀X 射线透过被照体之后,形成的X 射线强度分布变化称为（ ） A.客观对比度 B.主观对比度 c.图像对比度 D. X 射线对比度 答：强度均匀的X 射线投照到人体,由于人体存在客观对比度(人体各种组织、器官间天然存在的密度、原子序数及厚度的差异) ,对X 射线衰减不同,使透射出人体的X 射线强度分布发生了变化,这种X 线强度的差异,称为X 射线对比度
第二章晶体学基础 1、晶体结构与空间点阵 2、晶向、晶面及指标 3、晶面间距 4、晶面族 5、倒易空间以及倒易点阵
教学目标 通过本章学习，掌握表达晶体周期性结构与它的点阵的各种概念；掌握晶面指数与晶向指数的标定，晶面间距与晶面夹角的表达；倒易点阵。 学习要点 ⑴⑵⑶(4) 晶体结构周期性与点阵。 7个晶系和14种Bravias空间格子。 晶胞，晶带，晶向，晶面，晶面间距，晶面夹角。倒易点阵 学时安排 学时----- 2学时
2.1、晶体结构与空间点阵 2.1.1空间点阵（Space Lattice） 晶体结构的几何特征是其结构基元（原子、离子、分子或其它原子集团）一定周期性的排列。通常将结构基元看成一个相应的几何点，而不考虑实际物质内容。 这样就可以将晶体结构抽象成一组无限多个作周期性排列的几何点。这种从晶体结构抽象出来的，描述结构基元空间分布周期性的几何点，称为晶体的空间点阵。几何点为阵点。
结构基元 在晶体的点阵结构中每个阵点所代表的具体内容，包括原子或分子的种类和数量及其在空间按一定方式排列的结构，称为晶体的结构基元。结构基元是指重复周期中的具体内容。 点阵点 点阵点是代表结构基元在空间重复排列方式的抽象的点。如果在晶体点阵中各点阵点位置上，按同一种方式安置结构基元，就得整个晶体的结构。 所以可简单地将晶体结构示意表示为： 晶体结构= 点阵+ 结构基元
2.1.2 基本矢量与晶胞 一个结点在空间三 个方向上，以a , b , c 重 复出现即可建立空间点 阵。重复周期的矢量a , b , c 称为点阵的基本矢 量。 由基本矢量构成的 平行六面体称为点阵的 单位晶胞。
第二章X射线影像 习题二解答 2-1 X射线信息影像形成的阶段是（） A. X射线透过被照体之后 B. X射线照片冲洗之后 c. X射线到达被照体之前 D.在大脑判断之后 答：X射线到达被照体之前,不具有物体信息。X射线透射出被照体时,由于被照体对X射线的吸收衰减,使透射出的X射线强度产生不均匀分布,由此形成X射线信息影像。正确答案:A 2-2 X射线照片图像形成过程中,起作用的是（） A. X射线的穿透作用 B. X射线的荧光作用 c.被照体对X射线吸收衰减的差异 D. X射线的光化学作用 答：由于X射线具有穿透作用,且不同的物体(组织)对X射线的吸收衰减不同,使透射出物体(组织)的X射线强度分布不均匀,携带了物体(组织)的信息,当其投照到胶片上后,x射线的光化学作用使胶片形成潜影。但因X射线的光化学作用使胶片形成潜影的效率较低,利用X射线荧光作用的增感屏得到广泛使用。在增感屏一胶片系统中,胶片潜影的形成,来自X射线光化学作用的贡献不足10% ,其余为X 射线的荧光作用使增感屏发出的荧光的贡献。正确答案:A、B、C、D 2-3关于X射线照片图像的形成,正确的说法是（） A. X射线透过被照体之后的透射线和散射线,照射到胶片上形成照片图像 B. X射线照片图像是X射线被被照体吸收与散射后形成的 C. X射线照片图像是利用了X射线的直进性 D. X射线胶片接受到的散射线不形成图像 答：由于被照体对X射线的吸收衰减,使透射出的X射线强度产生不均匀分布,由此形成X射线信息影像。散射线对透射过被照体的X射线的强度分布规律没有影响,因此散射线不形成影像,只能给照片带来灰雾。正确答案:B、C、D 2-4关于光密度的定义,正确的说法是（） A.光密度为胶片乳剂膜在光的作用下致黑的程度 B.光密度是由胶片乳剂曝光后,经冲洗还原出来的银颗粒沉积而形成的 c.银颗粒沉积越多的地方,照片越黑,密度越高;反之亦然
n 4 3 2 1 0.6keV 3.0keV 13.6keV 87.9keV 6.1某一X 射线管发出的连续X 光谱的最短波长为0.0124nm ，试问它的工作电压是多少？ 解题要点：kV nm V kV V nm 10024.1)(24.1min min ==?= λλ 6.2莫塞莱的实验是历史上首次精确测量原子序数的方法。如测得某元素的αk X 射线的波长为0.0685nm ，试求出该元素的原子序数。 解题要点： 431100685.010248.010*******.0110248.0)1(10248.09 168 16162 16=+????=+?=+?=?-?=-m c Z Z k k k αα αλνν 6.3钕原子（Z ＝60）的L 吸收限为0.19nm ，试问从钕原子中电离一个电子需作多少功？ 解题要点 据莫塞莱经验公式求出αk X 射线的能量，而此能量可用K 层和L 层电子的结合能之差表示，其中K 层电子的结合能的数值即为外界电离一个钕原子所需作的功 αk X 射线的能量为：eV Z Z Rhc E k 5.35)1(6.134 3 )2111()1(222=-?=--=?α L 层电子的结合能为：keV nm keV nm hc L L 53.619.024.1=?= = λε keV E E L k K L K k 42=+?=?-=?∴εεεεαα 6.5已知铅的K 吸收限为0.0141nm ，K 线系各谱线的波长分别为： );(0142.0);(0146.0);(0167.0γβαK nm K nm K nm 现请：1）根据这些数据给出有关铅的X 射线能级简图；2）计算激了L 线系所需的最小能量与αL 线的波长。 解题要点：1）欲绘出铅的X 射线能级简图， 须先得出相关层的电子结合能 ??? ? ?? ???????=?-=-=-==?-=-=-==?-=-=-==?==keV nm keV nm hc E keV nm keV nm hc E keV nm keV nm hc E keV nm keV nm hc K K K K K N K K K K K M K K K K K L K K 6.00142.024.10.30146.024.16.130167.024.19.87141.024.1ελεεεελεεεελεεελεγγββ α α
闽江学院 教案 课程名称：原子物理 课程代码： 21100430 授课专业班级： 2010级物理学（师范类）授课教师：翁铭华 系别：电子系 2012年8 月30 日
第六章 X 射线 教学目的和要求： 1. 掌握两种X 射线谱：连续谱、特征辐射 2. 掌握康普顿效应 3. 了解吸收规律 教学重点和难点: 1．教学重点：两种X 射线谱：连续谱、特征辐射；康普顿效应 2．教学难点：特征辐射；康普顿效应 教学内容： 1．X 射线的发现及其波性 2 X 射线产生的机制 3．康普顿效应 4 X 射线的吸收 1895年由伦琴（德）发现,后来被证实是核外电子产生的短波电磁辐射. X 射线的波长约为0)1001.0(A -[或表示为nm )110(3--],比0 1A 短的贯穿能力强,称硬X 射线；比01A 长的称软X 射线. §6-1 X 射线的发现及其波性 1. X 射线的发现 1895.11.8,伦琴在暗室中做阴极射线管气体放电实验时,为 避免紫外线与可见光的影响,特用黑纸将射线管包住,但偶然发现 与之相距一段距离的荧光屏上会发微光.伦琴认定这是一种来自 射线管但不是阴极射线的神秘射线.伦琴对此现象的研究发现这 一神秘射线的穿透性及以直进性,不被磁场偏斜等性质,因对其本质的不确定性,故称其为X 射线. 在伦琴之前有人在操作阴极射线管时发现此特异现象,但未深究.（“当真理碰到鼻尖的时候还是没有得到真理”） X 射线特征谱的波长代表原子能级的间隔,谱线的精细结构 显示能级的精细结构,所以通过对X 射线的研究,可以进一步探 索原子的内部结构. 2. X 射线产生的机制 1）X 射线管:X 射线管结构多样,其原理如右图示.阳极（靶） 所用金属由X 射线的用途决定（熔点较高的金属）.两极间高压 一般为几万至几十万伏,调节此加速电压可改变管内电子流的能 量.从阴极发出的电子流在电场作用下被加速,撞击到阳极上,就 从阳极发出X 射线. 2）X 射线的发射谱:如右图示,加速电压V 不太高时,X 射线 的强度随波长连续变化,为连续谱.加速电压达一定值时,连续谱上叠加着某些尖峰,这些尖峰构成线状谱.开始出现尖峰所对应的加速电压为临界电压.一定材料做的阳极具有确定的临界电压（如钼的临界电压为20.1kV ）,可用来识别元素,因此线状谱又称标识谱.（线状谱要么不出现,一旦出现,其峰值所对应的波长位置完全决定于靶材本身,故称为标识谱）
第六章 X射线物相分析 则说，M、γ是两个晶体结构不同的晶体，也就是两个相。任何一种结晶物质（纯金属、固溶体、化合物等）都有自己特定的晶体结构。 因此，在X射线衍射时，都要产生一定的X射线衍射谱。 反之，根据衍射谱的特点→判断物质的晶体结构的有无——定性分析。 根据衍射线的强度分布→判断各种相的相对数量——定量分析。 相的微观结构受成分、生产工艺热处理工艺的影响； 成分、生产工艺、热处理工艺微观结构（相组成、相含量、相形态、相分布） 力学性质。 所以，物相分析是分析成分、生产工艺、热处理工艺、力学性质之间的关系。 金相：根据相的形貌判断相的特征。要与标准图谱对照，不能看原子排列方式等，只有含量多的时后才能进行定量分析。所以不能准确地进行定性、定量分析。 近代电子显微术：只能进行微区的定量分析。 磁性分析：可分析奥氏体含量，即只能分析有磁性的材料。 X射线：是宏观的、大尺度的信息，与宏观的结构、力学性质靠近。 第一节定性相分析 1.1 原理 ∴ X射线衍射谱，就如同人的指纹一样，是每一种晶体物质的特征，是鉴别晶体物质的标志。 如果将两种或两种以上的晶体物质混合在一起，则组成混合物的各相产生的衍射花样是独立的、机械叠加。 根据衍射谱的特点确定物相的晶体结构和相的种类——就是定性分析
的内容。 前面所述的方法，对立方晶系较简单，其它晶系则复杂了，且只能计算出晶体物质的晶体学参数，而物质是什么相，必须查对晶体学手册。 仔细分析衍射谱各衍射峰的分布和相对强度的变化衍射谱的主要 特征标志物相的晶体结构 衍射线的分布2θ确定(2θ与入射波长λ及衍射面间距有关，波长一定时，由d可确定θ，而d是晶体结构中一个重要参数) 衍射线的积累强度取决于晶体的结构因子和多重性因子 所以衍射谱上衍射线的分布及强度作为标定物相的主要依据是完全可行的。 为了消除因采用不同入射线，波长对衍射线的位置（2θ）的影响，可将各衍射线的位置换算成衍射面间距（d=λ/2sinθ） 也即，用d-I数据组作为定性相分析的基本判据。 约在 1.2卡片索引 是能帮助实验者从数万张卡片中迅速查到所需要的PDF卡片的工具书。 一．字母索引：以物相的英文名称、首字母为排列顺序。 二．数值索引：以8强线的d值从大到小为排列顺序。 如：字母索引：
第六章X射线物相分析 如：Fc+C 淬火>M〔体心立方〉 "￥（面心立方〉（缶工4） 则说，M 丫是两个晶体结构不同的晶体，也就是两个相。任何一种结晶物质（纯金属、固溶体、化合物等）都有自己特定的晶体结构。 因此，在X射线衍射时，都要产生一定的X射线衍射谱。 反之，根据衍射谱的特点-判断物质的晶体结构的有无一一定性分析。 根据衍射线的强度分布一判断各种相的相对数量一一定量分析。 相的微观结构受成分、生产工艺热处理工艺的影响； 成分、生产工艺、热处理工艺------------- > 微观结构（相组成、相含量、相形态、相分布）「决走、 '力学性质。 所以，物相分析是分析成分、生产工艺、热处理工艺、力学性质之间的关系。 金相：根据相的形貌判断相的特征。要与标准图谱对照，不能看原子排列方式等，只有含量多的时后才能进行定量分析。所以不能准确地进行定性、定量分析。 近代电子显微术：只能进行微区的定量分析。 磁性分析：可分析奥氏体含量，即只能分析有磁性的材料。 X射线：是宏观的、大尺度的信息，与宏观的结构、力学性质靠近。 第一节定性相分析
特定的晶体结构（包枱结鶴美型、韜胞恸形状和丸水、晶胞 申原那 离子或分予內笳种、隸目和位匠） 特有的衍射花样（衍射线的位貫和强摩） ??? X 射线衍射谱，就如同人的指纹一样，是每一种晶体物质的特征，是鉴别晶体物质的 标志。 如果将两种或两种以上的晶体物质混合在一起， 则组成混合物的各相产生的衍射花样是 独立的、机械叠加。 根据衍射谱的特点 的 内容。 ——邑—> 确定物相的晶体结构和相的种类一一就是定性分析 前面所述的方法，对立方晶系较简单，其它晶系则复杂了，且只能计算出晶体物质的晶 体学参数，而物质是什么相，必须查对晶体学手册。 1.1原理 !5 20 I LJJ IL X 壮r ―i 舟 F \ oi = I L I L L L G 1 第一章晶体与非晶体 ★相当点（两个条件：1、性质相同，2、周围环境相同。） ★ 空间格子的要素：结点、行列、面网 ★ 晶体的基本性质： 自限性: 晶体能够自发地生长成规则的几何多面体形态。 均一性:同一晶体的不同部分物理化学性质完全相同。晶体是绝对均一性，非晶体是统计的、平均近似均一性。 异向性：同一晶体不同方向具有不同的物理性质。例如：蓝晶石的不同方向上硬度不同。 对称性：同一晶体中，晶体形态相同的几个部分（或物理性质相同的几个部分）有规律地重复出现。最小内能性：晶体与同种物质的非晶体相比，内能最小。 稳定性：晶体比非晶体稳定。 ■本章重点总结：本章包括3 组重要的基本概念: 1）晶体、格子构造、空间格子、相当点；它们之间的关系。 2）结点、行列、面网、平行六面体; 结点间距、面网间距与面网密度的关系. 3）晶体的基本性质：自限性、均一性、异向性、对称性、最小内能、稳定性，并解释为什么。 第二章晶体生长简介 2.1 晶体形成的方式 ★液-固结晶过程:⑴溶液结晶: ①降温法②蒸发溶剂法③沉淀反应法 ⑵熔融结晶: ①熔融提拉②干锅沉降③激光熔铸④区域熔融 ★固-固结晶过程: ①同质多相转变②晶界迁移结晶③固相反应结晶④重结晶⑤脱玻化 2.2 晶核的形成 ?思考：怎么理解在晶核很小时表面能大于体自由能，而当晶核长大后表面能小于体自由能？因为成核过程有一个势垒：能越过这个势垒的就可以进行晶体生长了，否则不行。 ★均匀成核：在体系内任何部位成核率是相等的。 ★非均匀成核：在体系的某些部位（杂质、容器壁）的成核率高于另一些部位。 ?思考：为什么在杂质、容器壁上容易成核？为什么人工合成晶体要放籽晶？ 2.3 晶体生长 ★层生长理论模型（科塞尔理论模型）层生长理论的中心思想是：晶体生长过程是晶面层层外推的过程。 ★ 螺旋生长理论模型（BCF 理论模型） ? 思考：这两个模型有什么联系与区别？联系：都是层层外推生长；区别：生长新的一层的成核机理不同。 ?思考：有什么现象可证明这两个生长模型？环状构造、砂钟构造、晶面的层状阶梯、螺旋 纹 2.4 晶面发育规律 ★★布拉维法则（law of Bravais）：晶体上的实际晶面往往平行于面网密度大的面网。 为什么？面网密度大—面网间距大—对生长质点吸引力小—生长速度慢—在晶形上保留—生长速度快—尖灭 ★ PBC （周期性键链）理论： 晶面分为三类：F面（平坦面，两个Periodic Bond Chain PBC）晶形上易保留。 S面（阶梯面，一个PBC）可保留或不保留。K面（扭折面，不含PBC）,晶形上不易保留。 ★居里-吴里弗原理（最小表面能原理）：晶体上所有晶面的表面能之和最小的形态最稳定。 ?思考：以上三个法则－理论－原理的联系？ 连续谱的能量来自电子动能, 因而λ极小与阳极材料无关。 由能量守恒: 通常: βeV =h ν= hc/ λ（β为转化为光子能量的比 例系数) 当β= 1 , eV = hc/ λ极小 β=0 , βeV = h ν= 0 0 < β< 1 βeV = hc/ λQ β连续变化∴λ是连续变化 消耗在靶上的热能+==λ hc eV mv 2021 它是加速电子全部动能转换成辐射能所对应的波长。连续谱的形状与靶材(Z)无关，连续谱有一个最小波长λmin ，它仅与加速电压有关： nm (kV) 1.24min V eV hc ==λ轫致辐射的强度反比于入射带电粒子的质量平方，因此，对质子等重带电粒子，轫致辐射比起电子来几乎可以忽略。轫致辐射的强度正比于靶核电荷的平方。由于医学、工业上使用的X 射线往往依靠连续谱的那一部分，因此在X 射线管内用得最多的阳极靶是钨靶，因为它的原子序数大，能输出高强度的X 射线。 3. 产生机制：快速电子射到阳极上,受到阳极中原子核的 库仑场作用就会骤然减速;由此伴随产生的 辐射称之为轫致辐射。 1. 产生条件：仅当电子的能量不超过某一限度时, 才只发射 连续谱。 2. 特征：z 强度随波长变化, 在某一波长处,强度有极 值，在长波方面强度降落缓慢,在短波方面强度 降落较快, 且有明显的极值，最短波长λ极小。 n λ极小与材料无关, 只与加速电压有关,当加速 电压增高时λ极小减小。 由于电子速度连续变化，所以产生连续谱。 3. 特征辐射（标识辐射）——电子内壳层的跃迁 标识谱是线状谱，由具有个别波长谱线构成，谱线的波长决定于靶子的材料，与外加电压无关。每一种元素有一套一定波长的射线谱，成为这元素的标识，所以称为标识谱。 在X 射线谱中，叠在连续谱上有尖峰出现，这就是特征辐射产生的X 射线谱，也就是标识谱。 各元素的标识谱有相似的结构，清楚的分为几个线系。晶体学基础知识点小节
第六章 X射线2
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