Атомные рентгеновские спектры

Характеристическое рентгеновское излучение.

Увеличивая напряжение на рентгеновской трубке, можно заметить на фоне сплошного спектра появление линейчатого, который соответствует характеристическому рентгеновскому излучению (рис. 26.6). Оно возникает вследствие того, что ускоренные электроны проникают в глубь атома и из внутренних слоев выбивают электроны. На свободные места переходят электроны с верхних уровней (рис. 26.7), в результате высвечиваются фотоны характеристического излучения. Как видно из рисунка, характеристическое рентгеновское излучение состоит из серий К, L, М и т. д., наименование которых и послужило для обозначения электронных слоев. Так как при излучении К -серии освобождаются места в более высоких слоях, то одновременно испускаются и линии других серий.

Рис. 26.6 Рис. 26.7

В отличие от оптических спектров характеристические рентгеновские спектры разных атомов однотипны. На рис. 26.8 показаны спектры различных элементов. Однотипность этих спектров обусловлена тем, что внутренние слои у разных атомов одинаковы и отличаются лишь энергетически, так как силовое воздействие со стороны ядра увеличивается по мере возрастания порядкового номера элемента. Это обстоятельство приводит к тому, что характеристические спектры сдвигаются в сторону больших частот с увеличением заряда ядра. Такая закономерность известна как закон Мозли:

(26.5)

где n — частота спектральной линии, Z -кающего элемента, А и В — постоянные.

Экспериментальные зависимости рис. 26.8 иллюстрируют закон Мозли (серии К, L, М, по оси абсцисс отложена длина волны ).

Есть еще одна разница между оптическими и рентгеновскими спектрами. Характеристический рентгеновский спектр атома не зависит от химического соединения, в которое этот атом входит. Так, например, рентгеновский спектр атома кислорода одинаков для О, О₂ и Н₂О, в то время как оптические спектры этих соединений существенно различны. Эта особенность рентгеновского излучения атома послужила основанием и для его названия (характеристическое).

Характеристическое излучение возникает всегда при наличии свободного места во внутренних слоях атома независимо от причины, которая его вызвала. Так, например, характеристическое излучение сопровождает один из видов радиоактивного распада
(см. § 27.1), который заключается в захвате ядром электрона с внутреннего слоя.

Рис. 26.8

Дата добавления: 2014-01-07