材料研究方法x射线物理基础
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第一篇材料X射线衍射分析第一章X射线物理学基础§1.1 X射线性质一、X射线的发现:1895年,著名的德国物理学家伦琴(W. C. Rontgen)发现了X射线,因此X 射线又名伦琴射线。
当时,Rontgen在研究阴极射线(一束高速电子流)激发涂有荧光物质的玻璃壁而发生荧光时,偶然发现放在高真空的放电管附近的照相底片被感光了。
但照相底片是用黑纸严密包好的,而阴极射线是透不出玻璃管的,所以Rontgen认为这种使照相底片感光的东西来自阴极射线,但决不是阴极射线本身,一定还存在另一种看不见的射线。
他称这种穿透能力极强的射线为X射线。
Rontgen 还用X射线拍下了物理学历史上最著名、最温情脉脉的一张照片,照片上清楚地显示出Rontgen夫人的手骨结构及手上那枚金戒指的轮廓。
经过反复验证之后,伦琴于1895年12月28日向德国维尔茨堡物理学医学学会递交了一篇轰动世界的论文:《一种新的射线--初步报告》1901年Rontgen获首届诺贝尔物理学奖。
图1、老式X射线管图2、伦琴拍下的他夫人的手的X射线图1912年,德国物理学家劳厄(V on Laue)等发现了X射线在晶体小的衍射现象,确证了X射线是一种电磁波。
同年,英国物理学家布拉格父子(W. H. Bragg 和V. L. Bragg)利用X射线衍射测定了NaCl晶体的结构,从此开创了X射线晶体结构分析的历史。
二、X射线的性质:劳厄的实验已经指出,X射线是一种波长很短的电磁被,波长范围约0.01~10nm(1nm=10-9m)。
在电磁波谱上它处于紫外线和γ射线之间(见图3)。
测量其波长通常应用的单位是,国际单依制中的nm(纳米)。
用于衍射分析的X射线波长为0.05~0.25nm。
作为电磁波的X射线,它与可见光和所有的其他基本粒子一样,同时具有波动及微粒双重特性,简称为波粒二象性。
它的波动性主要表现为以一定的频率和波长在空间传播;它的微粒性主要表现为以光子形式辐射和吸收时,具有一定的质量、能量和动量。