540 2

te WŁASNOŚCI OPTYCZNE MATERIAŁÓW

RYS. 16 8 Schematyczne przedstawienie zależności intensywności promieniowania rentgenowskiego od długości fali i napięcia przyspieszającego elektrony dla molibdenu

najmniejsza i Sianowi krótkofalową granicę widma. Ze wzrosłem energii padających elektronów ma leje minimalna długość fali emitowanych fotonów, a ich energia rośnie.

Jeżeli energia padających elektronów przewyższa pewną charakterystyczną wartość krytyczną, to pojawiają się ostre maksima (piki) natężeń promieniowania rentgenowskiego, nazywane promieniowaniem charakterystycznym, które nakładają się na widmo ciągłe (rys. 16.8). Promieniowanie charakterystyczne (monochromatyczne) jest związane ze stałymi różnicami energii między różnymi poziomami energetycznymi elektronów pierwiastka. Przejście elektronu z jednego poziomu energetycznego na drugi absorbuje lub generuje foton o energii równej różnicy energii między tymi dwoma stanami (rys. 16.9). Wolne miejsce na niższym poziomic energetycznym jest na ogół zajmowane przez elektron z najbliższej powłoki elektronowej o wyższej energii.

Długość fali promieniowania charakterystycznego zależy od materiału, na który padają przyspieszone elektrony. Jeżeli elektron padający ma wystarczającą energię do tego, aby elektron z powłoki K opuścił atom. to elektron z powłoki L może zająć to opuszczone miejsce, a jednocześnie wyemitować foton o charakterystycznej

RYS 16 9. Rentgenowskie promieniowanie charakterystyczne powsujc. gdy elektrony przechodzą / wyższego poziomu energetycznego na poziom muzy Dtugott lali i enctgia promieniowania |c*t zależna od różnicy energii między poszczególnymi poziomami energetyczny mi elektronów atomów emitujących promieniowanie

długości fali. Utworzone w ten sposób promieniowanie nazywa się promieniowaniem K, (rys. 16.9). Elektron /. powłoki M może również zająć wolne miejsce w powłoce K. Powstaje wówczas promieniowanie K„ .

Ponieważ długości fal. przy których występują pliki, są charakterystyczne dla atomów poszczególnych pierwiastków, można określić skład chemiczny materiału, na który pada wiązka elektronów W tym celu należy uzyskane dla danego materiału długości fal, przy których występują piki. dopasować do oczekiwanych długości fal. przy których powinny wystąpić piki dla analizowanych pierwiastków. Mierząc natomiast intensywności charakterystycznych pików i porównując je z inicnsywnościami wzorcowymi, można określić ilościowy skład chemiczny materiału. Analizy takie są wykonywane w skali makro za pomocą dyfraktometrów rentgenowskich lub w skali mikro za pomocą mikroskopów elektronowych skaningowych lub transmisyjnych.

Białe promieniowanie rentgenowskie jest stosowane głównie w medycynie i przemyśle, np. dentystyka, prześwietlanie klatki piersiowej i uszkodzonych kończyn, defektoskopia itp. Charakterystyczne (monochromatyczne) promieniowanie rentgenowskie jest natomiast, oprócz wyżej wspomnianego zastosowania do określania składu chemicznego materiału, często wykorzystywane w niektórych badaniach materiałów, np. do określania struktury krystalicznej faz występujących w materiale.

Luminescencja - oddziaływanie elektronów z powłok zewnętrznych. Emisję promieniowania z zakresu widma widzialnego lub leżącego w jego pobliżu przez atomy i cząsteczki podczas ich przejścia ze stanu wzbudzonego do stanu podstawowego, lub do stanu wzbudzonego o niższej energii, nazywamy luminescencją.

541