X射线物理学基础
chap1_X射线物理学基础
第一篇X射线衍射分析n1910年，诺贝尔奖第一次颁发，伦琴因X射线的发现而获得第一个诺贝尔物理学奖。
1895年伦琴初次发现X射线，拍摄的他夫人手指的X射线照在伦琴的两名研究生弗里德里希（W. Friedrich）和克尼(Knipping)的帮助下，劳厄进行了第一次X射线衍射实验，并取得了成功。
第一次X射线衍射实验所用的仪器。
所用的晶体是硫酸铜。
劳厄法X射线衍射实验的基本装置与所拍的照片爱因期坦称，劳厄的实验“物理学最美的实验”。
它一箭双雕地解决了X射线的波动性和晶体的结构的周期性。
第一章X射线的物理特性n1.1 X射线的产生极其性质n1.2 X射线谱n1.3 X射线与物质的相互作用n1.4 X射线的衰减规律第一节Ｘ射线的产生极其性质一、X射线的产生X射线管包括阴极、高压、靶材图1-1 X射线管的结构示意图二、X射线的本质X射线是一种电子波，横波，波长短（0.01-10nm）“硬”X射线，“软”X射线三、X射线的本质Ø不能用一般方法使X射线会聚发散Ø通常靠使荧光物质发光、使照相底片感光、使气体产生电离现象观察检测Ø软X射线的波长与晶体中原子间距比较接近，常被用来进行X射线衍射分析（0.25-0.05nm）Ø对有机质是有害的，需要加上铅制品保护。
第二节X 射线谱图1-2 两种X 射线谱示意图一、连续谱X 射线强度随波长λ而变化的关系曲线，即X 射线谱。
丘包状曲线为连续谱竖直尖峰为特征谱对应两种X 射线辐射的物理过程。
连续谱：大量高速运动的电子与靶材碰撞时而减速，不同能量损失转化成不同波长的X 射线，并按统计规律分布。
2I iZUα连=图1-2 两种X 射线谱示意图2max12o hc eU h m ευνλ====动短波限λo ：hc K e U Uλ==o K=1.24nm ·kV ，短波限只与管电压有关。
连续X 射线总强度：α值约为（1.1-1.4）×10-9X 射线管发射连续X 射线的效率η为：2X X iZU ZUiUαηα===连续射线总强度射线管功率当用钨阳极（Z=74），管电压为100kV 时，η≈1%，可见效率是很低的。
X射线物理学基础
敦德励学 知行相长
01—X射线物理学基础
1784年左右研究了空气由O2和N2组成； 确定了水的成分，肯定了它不是元素而是化合物。
X射线的发现像一声春雷，唤醒了沉睡的物理学界。由此而引发了一系 列重大的发现，把人们的注意力引向更深入、更广阔的天地，从而揭开了现 代物理学的序幕。 敦德励学 知行相长
01—X射线物理学基础
1905年，德国基尔大学 1914年，德国法兰克福大学 的勒纳德。阴极射线。 的劳厄，晶体的X射线衍射。
1915年，英国的亨利·布拉格和劳伦 斯·布拉格，X射线分析晶体结构。
01—X射线物理学基础 中国近代物理学奠基人，生于江西。 1921年赴美入芝加哥大学，随康普顿从事物理学研究。 1926年获博士学位。 1928年秋起任清华大学教授，物理系主任、理学院院长。 1945年10月任中央大学校长。 1950年夏任中国科学院近代物理研究所所长，同年12月起 任中国科学院副院长。 1977年11月30日在北京逝世。
发现硝酸，被称为“化学中的牛顿” ；
1781年制得H2，并证明燃烧之后生成水； 首先提出电势的概念，对静电理论的发展起了重要作用；
发现一对电荷间的作用力和它们之间的距离平方成反比， 即后来库伦定律的一部分；
指出导体两端的电势与通过它的电流成正比，即1827年的
卡文迪许(Henry
欧姆定律；
Cavendish,1731.10.10.～ 1810.3.10.)英国化学家、
连续谱上，会出现一系列强度很
Kβ
高、波长范围很窄的线状光谱，
第一章 X射线的性质
透射x射线
热能 图1-9. X射线与物质的相互作用
穿透
入射 X射线透过物质沿原方向的传播
相干散射: 入射 X射线与试样物质中的电子相互作用，散射波 之间发生相互干涉的散射现象称为相干散射。
散射 非相干散射: 入射 X射线与试样物质中的电子产生弹性碰撞， 产生新的光子和反冲电子的过程．（康－吴效应） 吸收 入射 X射线的能量在通过物质时，转变为其它形式的能量，其 本身能量被消耗的现象．
(2) 俄歇效应 处于K激发态的原子能量(EK—EL)如还能继续 产生二次电离使另一个核外电子脱离原子变为二 次电子，如EK—EL＞EL，它就可能使L、M、N等层 的电子逸出，这种二次电子称为KL电子，它的能 量有固定值，近似地等于“EK-EL”这种具有特征能 量的电子就是俄歇电子。
三：X射线的衰减规律 （1）质量吸收系数 实验证明：当一束X射线通过物质时，由于散射和 吸收的作用使其透射方向上的强度衰减。衰减的程 度与所经过物质小的距离成正比，如图1－7所示。 强度的相对变化为： Ix Ix dx dIx
1
二.
重要的概念和公式：
1.高能粒子与物质相互作用 特征辐射（特征X射线）：入射电子，击出k层 电子，发出具有特定波长的x光子。 光电效应（荧光辐射）：入射x光子，击出内层 电子—光电子，发出x光子(荧光X射线)。 俄歇效应：入射x光子，击出一个k层电子，L层 一电子跃入 填充，再使L层上一电子成自由电子 (KL2L2 Auger电子)。
1.1.3 X射线谱 由X射线管发射出来的X射线可以分为两种类型。 (1) 连续X射线谱 ： 定义：高速运动的带电粒子受阻而减速时，都会产 生电磁辐射，这种辐射称之为韧致辐射。由于电子 与阳极碰撞的无规律性，因而其X射线的波长是连续 分布的 ，故叫做连续X射线谱。其谱形如图1-5 (2) 特征X射线 ： 定义：原子外层电子向内层跃迁所产生的X射线叫做 特征X射线，又叫标识X射线。由特征X射线构成的X 射线谱叫特征x射线谱，产生的原理见图1－6。 特征X射线产生的根本原因 1 是原子内层电子的跃迁，它的波 K (Z ) 长与原子序数服从莫塞莱定律。
第1章 X射线的性质
17
1.3 X射线谱--- 连续X射线谱
X射线强度与波长的 关系曲线，称之X射 线谱。 一、连续X射线谱
在管压很低时， 小 于 20kv 的 曲 线 是 连续变化的，故称 之连续X射线谱，即 连续谱。
18
1、连续X射线谱的产生机理
极大数量的电子与靶材随机碰撞 不同且连续的X射线
2、短波限λ0
15
根据量子力学理论，原子系统中的电子按泡利不相容原理不
连续地分布在K、L、M、N……等不同能级的轨道（壳层）上，
而且按能量最低原理首先填充最靠近原子核的第K层，再依次 填L、M、N等。能量大小：K<L<M<N… eg：当K电子被打出K层时，如L层电子来填充K空位时，则产 生Kα辐射。此X射线的能量为电子跃迁前后两能级的能量差，
这么大数目的电子到达靶上的时间和条件不 会相同，并且大多数电子要经过多次碰撞，能量 逐步损失掉，因此其波长必然覆盖一个很大的范 14 围，这种辐射称为连续辐射。
4.X射线产生的机理
特征辐射 当管电压达到或超过某一临界值时，则阴极发出的电 子在电场加速下，可以将靶物质原子深层的电子击到能量 较高的外部壳层或击出原子外，使原子电离。 阴极电子将自已的能量给予受激发的原子，而使它的 能量增高，原子处于激发状态。 处于激发状态的原子有自发回到稳定状态的倾向，此 时外层电子将填充内层空位，相应伴随着原子能量的降低。 原子从高能态变成低能态时，多出的能量以X射线形式辐 射出来。因物质一定，原子结构一定，两特定能级间的能 量差一定，故辐射出的特征X射波长一定。
X射线与物质的相互作用，是一个比较复杂的物理过程。
从能量的转换角度来看：
一束X射线通过物质时，其能量分为三个部分： 被散射，改变前进方向 被吸收，产生光电效应 热效应 透过物质，强度发生衰减。
第一章-X射线物理学基础
第一章 X 射线的物理学基础1、X 射线有什么性质，本质是什么？波长为多少？与可见光的区别？X 射线性质：(1)X 射线穿透物质时可被吸收；(2)原子量及密度不同的物质，对X 射线的吸收不同；(3)轻原子物质对X 射线来说几乎是透明的，而重元素物质对X 射线的吸收非常显著；(4)可穿透不透明的物质。
本质：属于电磁波。
X 射线的波长：大约在0.01~100 Å之间。
X 射线和可见光本质上同属于电磁波，只不过彼此占据不同的波长范围而已；X 射线虽然和可见光一样（没有静止质量，但有能量），与光传播有关的一些现象（如反射、折射、散射、干涉、以及偏振）都会发生，但由于相对可见光而言，X 射线的波长要短得多（光量子的能量相应要高得多），上述物理现象在表现方式上与可见光存在很大的差异。
不能象可见光一样使X 射线会聚、发散、和变向，使得X 射线无法制成显微镜！2、什么是X 射线管的管电压、管电流？它们通常采用什么单位？数值通常是什么？X 射线的管电压：加载到阴极和阳极侧之间的电压。
（KV ），50KVX 射线的管电流：在阴阳两极电场作用下，向阳极运动，形成的电流。
（mA ）50mA3、X 射线的焦点与表观焦点的区别与联系？焦点：阳极靶表面被电子束轰击的地方，正是这个区域发射X 射线。
对于长方形焦点的X 射线管，引出窗口很重要。
对着焦点长边开设的窗口发射出X 射线的表观焦点为线状（称为线焦斑），其强度较弱，但其水平发散度小，分辨率较高，线性较好，粉末衍射仪多采用线焦斑；对焦点短边开设的窗口发射出的X 射线的表观焦点则为正方形（称为点焦斑），强度较高，可使衍射线明锐，适合于织构测定及德拜、劳埃照相场合。
4、X 射线有几种？产生不同X 射线的条件是什么？产生的机理是怎样的？晶体的X 射线衍射分析中采用的是哪种X 射线？硬X 射线：波长较短的硬X 射线能量较高，穿透性较强，适用于金属部件的无损探伤及金属物相分析。
x射线诊断的物理基础
x射线诊断的物理基础X射线诊断是一种常用于医学影像学中的诊断技术。
它通过利用X射线穿透物体并在胶片或数字传感器上形成影像的原理来诊断疾病。
X射线的物理基础包括X射线的生成、穿透和吸收。
X射线的生成主要是通过X射线管。
X射线管由阴极和阳极组成，阴极由电子束加热产生电子，经由高电压加速，在阳极上产生高速电子撞击阳极金属，从而产生X射线。
X射线的频率和能量与电子束的能量有关。
X射线具有很强的穿透能力，可以穿过人体组织。
它的穿透能力与射线的能量有关，能量越高，穿透能力越强。
在医学影像学中，通常使用具有30至150kV的高电压来产生X射线。
X射线可以穿透软组织，如肌肉和脂肪，显示为较浅的影像；而在骨骼等密度较高的组织中，X射线的穿透能力较弱，形成较浓密的影像。
通过观察X射线影像的浓密程度和形状，可以判断组织的健康情况。
X射线在物体中的吸收程度与物质的原子序数和原子量有关。
原子序数越大的物质，如钙和铅，对X射线的吸收能力越强。
而原子序数较小的物质，如肌肉和脂肪组织，对X射线的吸收能力较弱。
在X 射线影像中，骨骼和钙质结构会显示为较白的区域，而软组织则显示为较暗的区域。
X射线诊断的物理基础还包括X射线的散射和弥散。
X射线在穿过物体时会发生散射，散射的程度与物体的密度有关。
散射会导致X 射线影像的对比度降低，影响诊断的准确性。
为了减少散射，常常使用散射补偿方法，如使用散射屏或增加固定的铅遮挡器。
X射线诊断是通过利用X射线的生成、穿透、吸收和散射等物理原理，对患者进行影像检查并诊断疾病的一种常用技术。
了解X射线的物理基础对于正确解读X射线影像，提高诊断准确性非常重要。
X射线物理学基础
第一章X射线物理学基础【教学内容】1．X射线的发觉。
2．X射线的本质。
3.X射线的产生与X射线管。
4．X射线谱。
5.X射线与物质的彼此作用。
【重点把握内容】1.X射线的粒子性与波动性。
2.X射线的产生与X射线管的大体构造。
3•持续X射线和特点X射线谱特点及产生的机理。
4.X射线与物质的的彼此作用而产生的散射和吸收。
【了解内容】1.X射线发觉。
2.X射线的平安防护。
【教学难点】1．X射线的散射与干与。
2．X射线的吸收。
【教学目标】1•了解X射线的本质、特点。
2.把握X射线的产生和X射线谱特点。
3．把握X射线与物质的彼此作用有关知识。
4.培育能依照不同的需要选择对不同类型的X射线及在关实验条件的能力。
【教学方式】1．以课堂教学为主，通过量媒体教学手腕，增强教学成效。
并通过部份习题，增进学生对X射线本质的明白得。
2.安排一次对X射线衍射仪的参观，使学生对X射线的产生和大体装置有一个初步的感性熟悉。
一、X射线的发觉X射线发觉于19世纪末期，并在上个世纪之交掀起了一场X射线热。
它的发觉及其本质的确信在物理学上具有划时期的意义。
代表着经典物理学与近代物理学的转折点。
1895年11月8日，德国物理学家伦琴（照片）在研究真空管的高压放电现象时，偶然发觉凳子上镀有氰亚铂酸钡的硬纸板会发出荧光。
这一现象当即引发的细心的伦琴的注意。
他认真分析一下，以为这可能是真空管中发出的一种射线引发的。
连续数日呆在实验室中不回家。
他试着用各类手、纸板、木块去遮挡，但都无法挡住这种射线。
于是，一项伟大的发觉诞生了。
由于那时对这种射线的本质和特性都不了解，故称之为X射线。
其实在此之前，也有人注意到，放在高压管周围的照相底片有时会发生雾点。
但他们以为这是一种偶然现象。
没有引发重视。
伦琴发觉，不同物质对X射线的穿透能力是不同的。
他用X射线拍了一张其夫人手的照片（照片）。
1896年1月23日。
伦琴在自己的研究所第一次作关于X 射线发觉的报告时，现场再次拍了维尔兹堡闻名的解剖学教授克利克尔的一只手的照片，克利克尔教授带头向伦琴欢呼三次，并建议将这种射线称为伦琴射线。
X射线物理基础
X射线物理基础一、X射线的基本概念X射线是一种高能电磁辐射，其波长比可见光还要短，但比γ射线稍长。
X射线是由被高速电子撞击产生的极短波长的电磁辐射。
X射线的波长范围在0.01~100纳米之间，因此具有穿透性很强的特点。
X射线辐射主要有三种过程，即散射、吸收和透射。
散射是指X射线在物质中的原子内外发生方向改变；吸收是指物质中的原子吸收掉X射线；透射是指X射线穿过物质而不被物质吸收。
二、X射线的产生和基本特性X射线的产生有两种方式，即广义上的X射线和特殊的X射线。
广义上的X射线产生是指将一束高能电子流来轰击具有特殊构造和材料的靶，使靶发射出X射线，这种方式就是X射线机所采用的。
特殊的X射线产生是指利用原子残余成分核能级跃迁所放出的特殊X射线。
X射线的基本特性有以下几点：1.X射线是一种电磁波，不带电，可以穿透很厚的物质，其波长短，频率高，能量较大。
2.X射线的强度随着入射电子的能量增加而增加，随着靶材的原子序数增加而增大。
3.不同的物质具有不同的透射性，而透射系数与射线的能量相关。
4.X射线具有强的杀菌和破坏生物细胞等作用。
三、X射线在医学中的应用X线是医学中常用的诊断性工具，应用广泛，可以用于检测人体内各种骨头、器官等部位情况。
常见的X线检查有：1.骨密度检查：用于测定骨的密度，并检测是否存在骨质疏松等问题。
2.胸部X线检查：用于检测肺、心脏等部位疾病的情况。
3.腹部X线检查：用于检测腹部器官如胃、肠、肝、脾、胰等的情况。
4.骨骼成像：用于检查骨骼不良变化的情况，如骨折等。
5.普通X线检查：用于全身各个部位的检查。
四、X射线的剂量安全问题X射线的安全问题是医学工作者非常关注的问题，因为如果剂量过大，就会对身体造成损害。
常见的X射线安全问题包括以下几点：1.剂量选择问题：不同的检查需要选择适当的剂量，大剂量的X射线会对人体健康造成不良影响。
2.暴露时间问题：X射线检查中，暴露时间过长会使剂量增加。
3.距离问题：医学工作者需要尽量离患者远一些，以避免吸收额外的X射线。
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6) 假定空气由20% O2 和 80% N2 组成, 其密
度为1.29×10-3 g/cm3, 试求其对于Cr Kα的质
量吸收系数um 和线吸收系数u。
7) 作出Cu靶在1, 5, 20 and 40 kV 电压下的强
度-波长关系图。
8) 对于铁靶，应用什么做滤波片，解释你的选
择理由。
一、原子能态及其表征
可以象粒子一样和微观粒子发生相互作用
同样微观粒子既有粒子性，又可以作为一
种波（德布罗意波）有干涉和衍射现象
X射线的特点： 1）不可见 2）折射率接近1 3）穿透性强 5）杀伤作用
(三) X产生与X射线管
1. 产生方式： 1.高速电子流撞击金属靶
2.同步幅射X射线 X射线管的结构 ：
X射线管
阴极产生电子
X射线物理学基础作业 1．在原子序24（Cr）到74（W）之间选择7种元素，根据它们的特征谱波 长（Kα1），用图解法验证莫塞莱定律。 2．若X射线管的额定功率为1.5kW，在管电压为35kV时，容许的最大电流 是多少？ 3．讨论下列各组概念中二者之间的关系： 1）同一物质的吸收谱和发射谱； 2）X射线管靶材的发射谱与其配用的滤波片的吸收谱。 3）X射线管靶材的发射谱与被照射试样的吸收谱。 4．为使Cu靶的Kβ线透射系数是Kα线透射系数的1/6，求滤波片的厚度。 5．画出MoKα辐射的透射系数（I/I0）-铅板厚度（t）的关系曲线（t取 0~1mm）。 6．欲用Mo靶X射线管激发Cu的荧光X射线辐射，所需施加的最低管电压是 多少？激发出的荧光辐射的波长是多少？
1
式中K2为与靶中主量子数有关的常数，
K2 (Z )
K2 (Z )
σ为屏蔽常数，与电子所在的壳层有关。 特征X射线谱及管电压对特征谱的影响 （钼钯K系）
h n2 n1
1 1 En 2 En1 Rhc( Z )( 2 2 ) n2 n1
特征X射线产生机理：
对各角动量进行加和组合的过程（称为偶合）获得表征原子整体 运动状态与能态的原子量子数。
X射线激发俄歇电子能谱
X射线衍射
X射线光电子能谱 医学上透视 X射线荧光光谱
X射线与固体物质的相互作用
若X射线照射(气态)自由原子，原子内层电子吸收辐射向高能级跃迁是 X射线吸收光谱分析方法的技术基础。
俄歇效应： 俄歇电子的标识与俄歇电子的能量
KL2L3俄歇电子顺序表示俄歇过程初态空位所在能级、向空位作 无辐射跃迁电子原在能级及所发射电子原在能级的能级符号。
U的单位用V
I连= K1i ZU2
η= I连/iU=K1ZU 高电压和重金属
连续X射线产生机理：
电子的动能转变为X射线的光子的能量
（二） X射线特征谱（标识X射线） Characteristic Radiation
特点： 1）和靶的物质有关，和电压无关 2）电压要达到一定值才能产生 莫塞来定律：
EK
Kα KβKγ
铜谱线Copper Spectrum
Wavelengths: Kα1 1.5406 Å Kα2 1.5444 Å Kβ1 1.3922 Å Kβ2 1.3922 Å
工作电压一般是激发电压的3-5倍，这时I特/I连最大
五、X 射线与物质的相互作用
X射线的散射
1）相干散射（汤姆逊散射）
eU h max hc
U增加，则0减小，I() 曲线上移，i增加，则 I()上移，但0不变； 靶材原子序数(Z)增加， 也使I()上移，且0不 变。
0
0
1240 U
连续X射线谱及管电压(U)对连续谱的影响(钨靶)
特点：
X射线短波限λ0
hc 1240 0 (nm) eU U
m
m为X射线通过单位质量物质时(强度)的衰减，
亦称单位质量物质对X射线吸收。
不同元素的m不同（见附录5）
•若物质是由n(n2)个元素组成的混合物、化合
物、合金等，则
m ( m ) j w j
j 1
n
元素j的质量衰减系数
元素J的质量分数
影响µm的因素
质量吸收系数µm与波长 和原子序数Z存在如下关系
1．原子结构与电子量子数
2．原子能态与原子量子数
3．原子基态、激发、电离及能级跃迁
1．原子结构与电子量子数
核外电子的运动状态由n(主量子数)、l(角量子数)、 m(磁量子数)、s(自旋量子数)和ms(自旋磁量子数)表
征。
n、l、m对核外电子状态的表征意义
原子的电子能级示意图
2．原子能态与原子量子数
：µm=K 3Z3 这表明，当吸收物质一定时，X射线的波长
越长越容易被吸收; X射线的波长固定时,吸收体的原 子序数越高，X射线越容易被吸收。
吸收系数的变化是不连续的。波长（能量）变化到一
定值，吸收的性质发生变化，m发生突变，突变波长 称吸收限(K , Absorb limit)。
质量吸收系数
2）非相干散射（康普顿散射）
△λ =0.0024(1-cos2θ )
X射线与物质的相互作用
光电效应和俄歇效应
X射线的衰减
1. X射线的散射
（1）弹性散射 （2）非弹性散射（康普顿效应）
Inelastic Scattering (Compton)
2. X射线与物质的相互作用
(1)光电效应 将原子内层电子击出使其成为光电子，同时辐
X射线产生过程：
铜 冷却水
真空 X射线
钨丝
玻璃
管座（接变压器） 靶（阳极）
铍窗
X射线
聚焦罩
三、X射线谱(The X-Ray Spectrum）
依赖于加速电压 的连续X射线
不依赖于加速电 压的特征X射线
（一）连续X射线（白色X射线） Continuous Radiation
短波限 0
hc 0 eU
2. 波粒二象性
一个光子的能量：
c E hν h λ
h p λ
一个光子的动量：
其中 普朗克常数h=6.625*10-34J.s 光速c =2.998*108m/s
光波电场强度分量的表示：
E E0 cos(2
y
E E0exp( t )
2 t 0 )
问题：（1）X射线的波长范围在10~0.001nm 或100~0.01埃，其光子的能量范围是多少？（ 单位：电子伏特）
Kβ两条特征谱线中去掉一条，实现单色的特征辐射。
吸收限对应的能量就是轨道能，对K线而言： K = hc/WK
原子序数越低，轨道能WK越低，即吸收限K越大。
L1 200
质量吸收系数
100
L2 L3
K K=0.158Ǻ
0.5 1.0 波长
原子序数小1~2的物质对K 的吸收限接近阳极 物质的K，可用作过滤器，将K射线滤掉。 Cu/Ni:
X射线的衰减
dI ( x) / dx I ( x)
表示X射线通过单位长度物质
时强度的衰减。
亦为X射线通过单位体积物质时强度的衰减
常称为单位体积物质对X射线的吸收。 设m=/(为物质密度)，称m为质量吸收系数(cm2/g)
I t I 0e
( / )
I 0e
L1
200
100 K K=0.158Ǻ
L2 L3
0.5
1.0
波长
由图可见，整个曲线并非像上式那样随的减小而单
调下降。当波长减小到某几个值时， m会突然增加
，于是出现若干个跳跃台阶。 m突增的原因是在这几 个波长时产生了光电效应，使X射线被大量吸收，这个 相应的波长称为吸收限
k
。
利用这一原理，可以合理地选用滤波材料，使Kα和
42
Cu
Mo
1.5418
0.7107
28
40
Ni
Zr
1.4881
0.6888
X射线的防护
X射线等短波谱域的电磁波具有杀伤生物细胞的作用，过量照
射将对人体产生有害影响，其影响程度取决于波长、强度、照射
时间和人体接受部位等。
铅屏、铅玻璃屏屏蔽、铅玻璃眼镜
、铅橡胶手套、铅围裙等
。
使用X射线衍射仪要严格遵守操作规程！！！！
阳极产生X射线
装置介绍
1）常用的靶材：Cr, Fe, Co, Ni, Cu, Mo, Ag 2）冷却系统： 效率1%， 阳极的底座一般用铜制作。使用时通循环水 进行冷却。以防止阳极过热的熔化。 3）焦点指阳极靶面被电子束轰击的面积。1mm*10mm的长方形。产生的X 射线束以6°度角度向外发射。 4) 窗口：X射线射出的通道。铍密封，以保持X射线的真空。
多电子原子中，存在着电子与电子相互作用等复杂情况，量子理
论将这些复杂作用分解为：
轨道-轨道相互作用：各电子轨道角动量之间的作用 自旋-自旋相互作用：各电子自旋角动量之间的作用 自旋-轨道相互作用：指电子自旋角动量与其轨道角动量的作用
（单电子原子中也存在此作用）
并将轨道-轨道及自旋-自旋作用合称为剩余相互作用，进而通过
（1）辐射跃迁，发射 二次（荧光）X射线 较外层(例如L层)电子向 内层（K层）跃迁 （2）无辐射跃迁， 产生俄歇电子
特征X射线 标识为KL2L3 俄歇电子
hv=E=EL－Ek
原子内层 (如K层) 出现空位
初态
终态
俄歇效应——俄歇电子的产生(示意图)
此过程称俄歇过程或俄歇效应
X射线与物质相互作用 及据此建立的主要分析方法
1 mv 2 eV 2
v
2eV m
h 2em V
将电子电荷e＝1.60×10-29C、电子质量mm0=9.11×1031kg及h值代入上式，得