第一章 X射线的物理学基础
材料分析方法总结
第一章 X 射线物理学基础一、X 射线产生的主要装置和条件 主要装置：阳极靶材、阴极灯丝条件：a. 大量自由电子；b. 定向高速运动；c. 运动路径上遇到障碍（靶材）二、短波限一个电子在与阳极靶撞击时，把全部能量给予一个光子，这就是一个光量子所能获得的最大能量，即：h c/λ=eU ，此时光量子的波长即为短波限λSWL 。
三、连续X 射线（强度公式）大量电子在与靶材碰撞的过程中，能量不断减小，光子所获得的能量也不断减小，形成了一系列由短波限λSWL 向长波方向发展的连续波谱。
连续谱强度21iZU K I四、特征X 射线（莫塞莱定律）当X 射线管两端的电压增高到某一特定值U k 时，在连续谱的特定的波长位置上，会出现一系列强度很高，波长范围很窄的线状光谱，它们的波长对一定材料的阳极靶材有严格恒定的数值，此波长可作为阳极靶材的标志或特征，所以称为特征谱或标识谱。
莫塞莱定律：Z K 21) U - U ( i K I m n 3 （Un 为临界激发电压，原子序数Z 越大，Un 越大）五、X 射线吸收（透射）公式——（质量吸收系数：单质、化合物（固溶体、混合物）） 单质 m tm m e I eI I 00化合物ni i mim w 1六、光电效应、荧光辐射、俄歇效应光电效应：当入射X 射线光量子能量等于或略大于吸收体原子某壳层电子的结合能时，电子易获得能量从内层逸出，成为自由电子，称为光电子，这种光子击出电子的现象称为光电效应。
荧光辐射：因光电效应处于相应的激发态的原子，将随之发生如前所述的外层电子向内层跃迁的过程，同时辐射出特征X 射线，称X 射线激发产生的特征辐射为二次特征辐射，称这种光致发光的现象为荧光效应。
俄歇效应：原子K 层电子被击出后， L 层一个电子跃入 K 层填补空位，而另一个L 层电子获得能量逸出原子成为俄歇电子，称这种一个K 层空位被两个 L 层空位代替的过程为俄歇效应。
光电效应——光电子荧光辐射——荧光X 射线（二次X 射线） 俄歇效应——俄歇电子七、吸收限及其两个应用：滤波片的选择、靶材的选择吸收限：欲激发原子产生K、L、M等线系的荧光辐射，入射X 射线光量子的能量必须大于或至少等于从原子中击出一个K、L、M层电子所需的能量W K、W L、W M，如，W K= h K = hc / K，式中， K、 K是产生K系荧光辐射时，入射X射线须具有的频率和波长的临界值。
第一章 X射线的物理学基础-fuxn
本课程内容
第二章 X射线荧光分析-------6学时 1. 概述------1 2. X射线荧光------1 3. XRF光谱仪的结构和工作原理---------1 4. 定性分析---------1 5. 定量分析----------1 6. 能谱分析-----------1
X射线最早的应用
在X射线发现后几个 月医生就用它来为病 人服务
右图是纪念伦琴发现 X射线100周年发行的 纪念封
1-1 X射线的发现
伦琴的发现引起了极大的轰动，以 致于在全世界范围内掀起了X射线研 究热，1896年关于X射线的研究论文 高达1000多篇.对X射线的公布，促使 法国物理学家贝克勒尔也投入到这 一研究领域之中，为了弄清X射线产 生的机制。他想，如果把荧光物质 放在强光下照时，是否在发荧光的 同时，也能放出X射线呢？
本课程内容
第四章 X射线光电子能谱分析-----6学时 1. 概述-----1 2. 分析原理------1 3. 谱线识别-------1 4. 谱峰的位移------1 5. 伴峰和谱峰的分裂-------0.5 6. 定性分析与俄歇峰利用------0.5 7. 定量分析-------------0.5 8. XPS实验方法及应用举例-------0.5
本课程内容
第三章 X射线衍射分析--------10学时 1. 概述-----0.5 2. X射线的产生及其性质-----0.5 3. X射线衍射原理------3 4. X射线衍射方法------2 5. X射线衍射数据------2 6. X射线物相定性定量分析------1 7. X射线分析方法的应用---------1
1-1 X射线的发现
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。
绪论
K吸收限:对应K电子的激发能,E=0-Ek K特征峰:对应外层电子与K电子的能级差,E=El-Ek
• 滤波片利用此现象: • 滤波片元素的原子序数比 靶的原子序数低1~2.
3。 荧光辐射 由入射X射线所激发出来的特征X射线成为荧光辐射 （荧光X射线，二次X射线） 4。 俄歇效应与俄歇电子 由于光电效应而处于激发态的原子释放能量的一种 方式，即一个K层空位被两个L层空位代替的过程称 为俄歇效应，跃出的L层电子称为俄歇电子，其能量 是吸收体元素的特征。 用途 荧光效应 俄歇效应 用于重元素（z＞20）的成分分析 用于表层轻元素的分析
hν=EL-EK
4. 特征谱线频率
2π me 1 2 1 hν = (z −σ ) ( 2 − 1 ) 2 h n2 n1
2 4
5.
标识谱的强度表达式
I = K 3i (U − U n )
对k系：U n M系：m=2
m
U 式中 K3 为常数， n 为标识谱的激发电压，m为常数
= Uk
K系：m=1.5
3.一个电子的散射:
I 0 µ0 2 e 2 1 + cos 2θ Ie = 2 ( ) ( ) 2 R 4π m
2 2
电子散射因数：
µ0 e 2 fe = ( ) 4π m
1 + cos 2θ f = 2
2
偏振因数：
物质对X射线的散射实质上是物质中电子的散射
4.一个原子的散射
4.
连续谱总强度（I）与u，i，z三者之间的关系
I =∫
∞
λ swl
I (λ )d λ = K 1izU
2
其中K 1 为常数。当X射线管仅产生连续谱时，其效率 η 为：
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。
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2010-3-9
2. X射线的产生
(1)产生原理； (2)产生条件； (3)过程演示； (4) X射线管；
制作：艾云龙
2010-3-9
2. X射线的产生
产生原理
高速运动的电子与物体碰撞时，发生能量转换，电子的 运动受阻失去动能，其中一小部分（1％左右）能量转变 为X射线，而绝大部分（99％左右）能量转变成热能使物 体温度升高。
近代材料研究方法
艾云龙
2010-3-9
绪论
材料：你们最关心的是什么？ 性能：你认为与哪些因素有关？ 结构：有哪些检测分析技术？ 2010-3-9
制作：艾云龙
绪论
制作：艾云龙
2010-3-9
绪论
制作：艾云龙
2010-3-9
绪论
制作：艾云龙
Hale Waihona Puke 2010-3-9绪论
制作：艾云龙
2010-3-9
绪论
产生条件
1.产生自由电子； 2.使电子作定向的高速运动; 3.在其运动的路径上设置一个障碍物使电子突然减速或 停止。
制作：艾云龙
2010-3-9
（回车键演示） 过程演示
X射线 冷却水 电子 接变压器 金 属 靶 X射线 铍窗口 X射线管剖面示意图 金属聚灯罩
制作：艾云龙
玻璃
钨灯丝
2010-3-9
X射线管
μm---质量衰减系数
表示单位重量物质对X射线强度的衰减程度。 3 3 质量衰减系数与波长和原子序数Z存在如下近似关系： μ m ≈ Kλ Z K为常数 表明，当吸收物质一定时，X射线的波长越长越容易被吸收，吸收体 的原子序数越高，X射线越容易被吸收。
制作：艾云龙
2010-3-9
4.X射线与物质相互作用
Wk K系激发
Lβ Lα Kβ
K态（击走K电子）
Wl
Kγ
Ka 辐 射 激 发 激 发 K L
Kβ
辐 射 辐 射 L
L态（击走L电子）
L系激发
K L M N
Kα
Wm Wn
N态（击走N电子）
击走价电子
0
中性原子
标识X射线产生过程
制作：艾云龙
2010-3-9
K系激发机理
K层电子被击出时，原子系统能量由基态升到K激发态，高能级电子向K 层空位填充时产生K系辐射。L层电子填充空位时，产生Kα辐射；M层电 子填充空位时产生Kβ辐射。 由能级可知Kβ辐射的光子能 量大于Kα的能量，但K层与L 层为相邻能级，故L层电子 填充几率大，所以Kα的强度 约为Kβ的5倍。 产生K系激发要阴极电子的 能量eVk至少等于击出一个K 层电子所作的功Wk。Vk就是 激发电压。 2010-3-9
制作：艾云龙
Kα
I μm Kα
λ 2010-3-9
4.X射线与物质相互作用
滤波片的选择:
(1)它的吸收限位于辐射源的Kα和Kβ之间，且尽量靠近Kα。 强烈吸收Kβ，K吸收很小； (2)滤波片以将Kα强度降低一半最佳。 例如在研究纯铁时，最 Z靶<40时: Z滤片=Z靶-1； 好选用钴钯或铁钯，而 Z靶>40时: Z滤片=Z靶-2。 不能用镍钯，更不能用
2010-3-9
3.X射线谱
X射线谱可分为两部分： 1）连续X射线谱； 2）标识（特征）X射线谱。 连续X射线谱
具有连续波长的X射线，构 成连续X射线谱，它和可见光相 似，亦称多色X射线。 产生过程； 产生机理； 短波限； X射线的强度。
相 对 强 度 I
连 续 X 射 线
特征X射 线
λmi
n
制作：艾云龙
min
∞ I 连续 = ∫λ I (λ )dλ = KiZV 2
当增加x射线管压时，各种波长射线的相对强度一致增高，最大强度X射线的波 长λmax和短波限λmin变小； 当管压保持恒定、增加管流时，各种波长X射线的相对强度一致增高，但λmax 和λmin数值大小不变 当改变阳极靶元素时，各种波长的相对强度随靶元素的原子序数增加
2)非相干散射。
X射线光子与束缚力不大的外层电子 或自由电子碰撞时电子获 得一部分动能成为反冲电子，X射线光子离开原来方向，能量减 小，波长增加。 非相干散射是康普顿（pton）和我国物理学家吴有训等人 发现的，亦称康普顿效应。非相干散射突出地表现出X射线的微粒 特性，只能用量子理论来描述，亦称量子散射。它会增加连续背 影，给衍射图象带来不利的影响，特别对轻元素。
制作：艾云龙
2010-3-9
4.X射线与物质相互作用
X射线的吸收
----X射线能量在通过物质时转变为其它形式的能量，X射线发生了能量损 耗。物质对X射线的吸收主要是由原子内部的电子跃迁而引起的。这 个过程中发生X射线的光电效应和俄歇效应。 1)光电效应 以X光子激发原子所发生的激发和辐射过程。被击出的电子称为光电 子，辐射出的次级标识X射线称为荧光X射线。 产生光电效应，X射线光子波长必须小于吸收限λk。 2)俄歇效应 原子在入射X射线光子或电子的作用下失掉K层电子，处于K激发态； 当L层电子填充空位时，放出EK-EL能量，产生两种效应： (1) 荧光X射线； (2) 产生二次电离，使另一个核外电子成为二次电子——俄歇电子。
n
当I标/I连最大，工作电压为K系激发电压的3～5倍时，连续 谱造成的衍射背影最小。
制作：艾云龙
2010-3-9
几种常用阳极靶材料的特征谱参数 K系特征谱波长（埃） 阳极靶 元素 Cr Fe Co Ni Cu Mo 原子序数 Z 24 26 27 28 29 42 Kα 2.29100 1.937355 1.790262 1.659189 1.541838 0.710730 Kβ 2.08487 1.75661 1.62079 1.500135 1.392218 0.632288
封闭式X射线管实质上就是一个大的真空二极管。 基本组成包括： (1)阴极：阴极是发射电子的地方。 (2)阳极：亦称靶，是使电子突然减速和发射X射线的 地方。 (3)窗口：窗口是X射线从阳极靶向外射出的地方。 (4)焦点：焦点是指阳极靶面被电子束轰击的地方，正 是从这块面积上发射出X射线。
制作：艾云龙
制作：艾云龙
2010-3-9
4.X射线与物质相互作用
X射线的衰减规律 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中的 距离成正比。式 I x − I x + dx dI x = = − μdx Ix Ix
I H = I 0 e −( μ / ρ )ρH = I 0 e − μ m ρH
(1)波动性； (2)粒子性。 解释X射线的传播过程（干涉、衍射等）时，将其看作 波，用波长λ、频率ν、振幅E0和传播方向来表征。 考虑X射线与物质的相互作用时，将其看作微粒流，具 有能量E和动量P。
E = hν = h
二象性公式：
c
λ
P=
h
λ
r = hK
r 1 h为普朗克常数，K =
λ
称为波矢
2010-3-9
μm与λ的吸收曲线关系如图所示
•μm随λ的变化是不连续的
其间被尖锐的突变分开。 其中一些突变对应于相应 的波长称吸收限， 与K层 电子对应的吸收称为K吸 收限。 • 吸收限与光电吸收有关。 存在K、L、M系等吸收限 系。
制作：艾云龙
2010-3-9
4.X射线与物质相互作用
吸收限的应用
吸收限主要是由光电效应引起的：当X射线的波长等于或小于λ时光子 的能量E到击出一个K层电子的功W，X射线被吸收，激发光电效应。使 μm突变性增大。 吸收限与原子能级的精细结构对应。如L系有三个副层，有三个吸收限。 X射线滤波片 •利用吸收限两边吸收系 数相差悬殊的特点，制作 滤波片，以获得单色X射 线。 •选适当材料，使其K吸收 限位于所用的Kα与 Kβ之 间，则Kβ大部被吸收； Kα损失较小。 I μm Kβ Kβ λ
制作：艾云龙
2010-3-9
连续X射线谱
存在短波极限，对应于能量 为eV的电子将能量全部转换 为光量子的能量
eV = hν =
hc
λmin
λmin
12.40 o = (A) V (kV )
管电压越高， λmin越短。
制作：艾云龙
2010-3-9
连续X射线谱
连续X射线谱中每条曲线下的面积表示连续X射线的总强度。也是阳 极靶发射出的X射线的总能量。 连续X射线谱的总强度（能量）：
产生过程； K系激发机理 ； 莫塞莱定律； 标识X射线的强度特征。 2010-3-9
制作：艾云龙
特征X射线谱
标识X射线产生过程
在电子轰击阳极的过程中，当某个具有足够能量的电子将阳极靶原子的 内层电子击出时，于是在低能级上出现空位，系统能量升高，处于不稳定 激发态。较高能级上的电子向低能级上的空位跃迁，并以光子的形式辐射 出标识X射线谱。
λ
2010-3-9
连续X射线谱
Wk K态（击走K电子）
Wl 原 子 的 能 量 Wm Wn
L态（击走L电子）
0 电子冲击阳级靶
N态（击走N电子） 击走价电子 中性原子
连续X射线产生过程
制作：艾云龙
2010-3-9
连续X射线谱
产生机理
能量为eV的电子与阳极靶的原子碰撞时，电子失去自己的能量，其中部分以 光子的形式辐射，碰撞一次产生一个能量为hv的光子，这样的光子流即为X 射线。单位时间内到达阳极靶面的电子数目是极大量的，绝大多数电子要经 历多次碰撞，产生能量各不相同的辐射，因此出现连续X射线谱。
制作：艾云龙
特征X射线谱
莫塞莱定律
标识X射线谱的频率和波长只取决于阳极靶物质的原子能级结构，是物质的 固有特性。 莫塞莱定律：标识X射线谱的波长λ与原子序数Z关系为：