电子与物质的相互作用演示文稿
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电子与物质的相互作用及其应用电子束与固体样品作用时产生的信号图是电子束与固体样品作用时产生的信号。
它包括:背散射电子、二次电子、吸收电子、透射电子、特征x射线、俄歇电子。
1.背散射电子背散射电子是被固体样品中的原子核反弹回来的一部分入射电子,其中包括弹性背散射电子和非弹性背散射电子。
弹性背散射电子:被样品中原子核反弹回来的,散射角大于90 的那些入射电子,其能量没有损失(或基本上没有损失)。
非弹性背散射电子:入射电子和样品核外电子撞击后产生的非弹性散射,不仅方向改变,能量也有不同程度的损失。
如果有些电子经多次散射后仍能反弹出样品表面,这就形成非弹性背散射电子。
弹性背散射电子和非弹性背散射电子的比较见表。
表弹性背散射电子和非弹性背散射电子的比较2.二次电子在入射电子束作用下被轰击出来并离开样品表面的样品的核外电子叫做二次电子。
3.吸收电子入射电子进入样品后,经多次非弹性散射能量损失殆尽(假定样品有足够的厚度没有透射电子产生),最后被样品吸收而成为吸收电子。
4.透射电子如果被分析的样品很薄,就会有一部分入射电子穿过薄样品而成为透射电子。
5.特征x射线当样品原子的内层电子被入射电子激发或电离时,原子就会处于能量较高的激发状态,此时外层电子将向内层跃迁以填补内层电子的空缺,从而使具有特征能量的X射线释放出来。
6.俄歇电子在入射电子激发样品的特征X射线过程中,如果在原子内层电子能级跃迁过程中释放出来的能量并不以x射线的形式发射出去,而是用这部分能量把空位层内的另一个电子发射出去(或使空位层的外层电子发射出去),这个被电离出来的电子称为俄歇电子。
表电子束与固体样品作用时产生的各种信号的比较。
带电粒子和物质相互作用方式嘿,大家好!今天咱们聊聊带电粒子和物质的那些事儿。
听起来是不是有点高深?别担心,我保证不会让你听得像在读古文,咱们就像喝茶聊天一样轻松。
带电粒子,哦,那可不是什么外星人,咱们生活中随处可见,比如电子。
你想啊,电子就像个调皮的小孩子,总是四处乱跑,没个正形。
它们可不喜欢安静,碰到什么东西就会跟它们互动,哎,真是让人又爱又恨。
这些小家伙一碰到物质,就像小孩子碰到玩具,兴奋得不得了。
想象一下,电子在物质中跑来跑去,碰到原子核,就像在跟一个个大叔打招呼,这些大叔可没那么容易亲近,得小心翼翼。
说到互动,哇,那真是个热闹的场面。
电子和原子之间就像朋友之间的打闹,偶尔也有点小摩擦。
比如,当一个带电粒子接近原子时,可能会把原子的电子吓得四处逃窜,这就像你在学校里看到老师突然走进来,大家瞬间安静了。
哎,这可不止是吓一跳哦,可能还会引发一场“电子大战”。
当电子被撵走了,留下的原子就会变得不稳定,难免有点儿不舒服。
你看,带电粒子不仅仅是跑来跑去那么简单,它们还会放出电磁波,像是发射信号。
就像你跟朋友发消息一样,传递信息。
这种电磁波不仅可以影响周围的物质,还能传递能量,嘿,真是厉害。
就好像在聚会中,有人带来了饮料,大家都乐呵呵的,气氛瞬间活跃起来。
不过,有时候带电粒子跟物质的互动也会让人哭笑不得。
想象一下,电子们不小心闯入了一个“禁区”,它们可就遭殃了,碰到其他粒子或者分子,结果可能就会发生反应,产生新的物质。
这就像朋友之间玩游戏,一不小心搞砸了,结果把整个局势搞得一团糟。
说不定还会制造出一些奇怪的化合物,大家哈哈大笑。
有些粒子还会通过碰撞带走一部分能量。
你想啊,就像你跟朋友打球,你用力一击,球飞出去,你自己反而跌了个跟头,哈哈,这就是能量转移。
物质中有很多“潜规则”,带电粒子进来,总是需要适应,学会如何在这个环境中生存。
而说到这个,辐射可就不能不提了。
带电粒子一旦高速运动起来,跟物质的碰撞可不是开玩笑的,能引起一系列反应,甚至产生辐射,真的是“不可小觑”。
电子与物质的相互作用电子与物质的相互作用与扫描电镜原理当一束聚焦电子束沿一定方向入射到试样内时,由于受到固体物质中晶格位场和原子库仑场的作用,其入射方向会发生改变,这种现象,称为散射。
如果在散射过程中入射电子只改变方向,但其总动能基本上无变化,则这种散射成为弹性散射;如果在散射过程中入射电子的方向和动能都发生改变,则这种散射成为非弹性散射。
入射电子的散射过程是一种随机过程,每次散射后都使其前进方向改变,在非弹性散射过程是一种随机过程,每次散射后都使其前进方向改变,在非弹性散射情况下,还会损失一部分能量,并伴有各种信息的产生如热、X 射线、光、二次电子发射等。
从理论上,入射电子的散射轨迹可以用蒙特卡罗方法来模拟如图2-1 所示。
并且推导得入射电子的最大穿透深度可用如下公式来描述:Zmax = 0.0019(A / Z)1.63 E01.71 /ρ式中ρ为密度;A 原子量;Z 为原子序数;E0 为入射电子的能量1-入射电子;2-二次电子;3-背反射电子;4-俄歇电子;5-X 射线;6-阴极发光;7-扩散云;Zmax -入射电子的最大穿透深度;φ-入射电子的入射角;ψ-返回表面的出射角。
如图2-1 所示,入射电子经过多次弹性和非弹性散射后,可能出现如下情况:(1)部分入射电子所累积的总散射角大于90°,重新返回表面逸出,这些电子成为背反射电子(原入射电子或称为一次电子);(2)部分入射电子所累积的总散射角小于90°,并且试样的厚度小于入射电子的最大贯穿深度,则它可以穿透试样而从另一面逸出,这部分电子称为透射电子;(3)部分入射电子经过多次非弹性散射后,其能量损失殆尽,不再产生其它效应,被试样吸收,这部分电子称为吸收电子。
系统研究表明,入射电子的散射过程可以在不同的物质层次中进行。
如果入射电子的能量是在5~30keV 之间,则可能存在如下几种情况:(1)入射电子和原子和相互作用;(2)入射电子和原子中核外电子相互作用;(3)入射电子核晶格相互作用;(4)入射电子和晶体空间中电子云相互作用。