Главное меню
Главная О сайте Добавить материалы на сайт Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги
Аналитическая химия Ароматерапия Биотехнология Биохимия Высокомолекулярная химия Геохимия Гидрохимия Древесина и продукты ее переработки Другое Журналы История химии Каталитическая химия Квантовая химия Лабораторная техника Лекарственные средства Металлургия Молекулярная химия Неорганическая химия Органическая химия Органические синтезы Парфюмерия Пищевые производства Промышленные производства Резиновое и каучуковое производство Синтез органики Справочники Токсикология Фармацевтика Физическая химия Химия материалов Хроматография Экологическая химия Эксперементальная химия Электрохимия Энергетическая химия
Новые книги
Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 2" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 1" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 12" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 11" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 10" (Журналы)
Книги по химии
booksonchemistry.com -> Добавить материалы на сайт -> Аналитическая химия -> Гоулдстейн Дж. -> "Растровая электронная микроскопия и рентгеновский микроанализ. Книга 1" -> 19

Растровая электронная микроскопия и рентгеновский микроанализ. Книга 1 - Гоулдстейн Дж.

Гоулдстейн Дж., Ньюбери Д., Эчлин П., Джой Д., Фиори Ч., Лифшин Э. Растровая электронная микроскопия и рентгеновский микроанализ. Книга 1 — М.: Мир, 1984. — 303 c.
Скачать (прямая ссылка): rastelektrmicroanaliz1984.djvu
Предыдущая << 1 .. 13 14 15 16 17 18 < 19 > 20 21 22 23 24 25 .. 90 >> Следующая


Г лава З

распределение вторичных электронов остается косинусоидаль-ным даже для наклонных образцов. Такое поведение является результатом изотропной генерации вторичных электронов под действием первичного пучка, так что направленность эмиссии не меняется от наклона образца.

3.5.2. Рентгеновское излучение

3.5.2.1. Генерация рентгеновского излучения

В процессе неупругого рассеяния электронов пучка рентгеновское излучение может возникать за счет двух совершенно различных процессов: 1) торможения электрона пучка в куло-новском поле атома, состоящего из ядра и слабо связанных электронов, приводящего к возникновению непрерывного спектра рентгеновского излучения с энергией от нуля до энергии падающего электрона, как показано на рис. 3.32; это излучение называется непрерывным, или тормозным рентгеновским излучением; 2) взаимодействия электрона пучка с электронами внутренних оболочек, которое может привести к выбиванию связанного электрона, покидающего атом в возбужденном состоянии с вакансиями на электронной оболочке (рис. 3.33). При возвращении атомов в стационарное состояние происходит электронный переход с внешних оболочек для заполнения этой вакансии. При переходе происходит изменение энергии и высвободившаяся энергия атома может проявиться либо в форме испускания рентгеновского кванта, либо в форме испускания (оже) электрона. Так как энергия испускаемого рентгеновского кванта определяется разностью энергии между четко определенными атомными уровнями, это излучение называется характеристическим рентгеновским излучением.

Рентгеновский квант, как фотон электромагнитного излучения, имеет соответствующую длину волны Я, которая связана с энергией кванта

Я = hc/eE = 1,2398/? нм, (3.26)

где h — постоянная Планка, с — скорость света, е — заряд электрона, E — энергия в кэВ. Вследствие того что рентгеновская спектрометрия в том виде, в котором она применяется в микроанализе, предполагает использование как кристалл-дифракционных спектрометров, так и спектрометров с дисперсией по энергии, то удобно описывать рентгеновское излучение как в единицах длины волны (нм или А), так и в единицах энергии (кэВ). В данной книге будут использоваться оба способа описания. Взаимодьіїствие электронного пучка с образцом

67

Рис. 3.32. Схема возиикиовеиия непрерывного рентгеновского излучения за счет торможения электронов пучка в кулоновском поле атомов.

Рис. 3.33. Схема процесса ионизации внутренней оболочки, приводящего к образованию оже-электрона или характеристического рентгеновского излучения. 68

Г лава З

3.5.2.2. Непрерывное рентгеновское излучение

Генерируемый образцом спектр электромагнитного излучения, получаемый расчетом по методу Монте-Карло, показан на рис. 3.34. Непрерывное излучение простирается от виртуальной нулевой энергии (ультрафиолет и видимый свет с энергией в несколько электронвольт) до рентгеновского излучения с энергией, равной энергии падающих электронов. Максимальная энергия соответствует тем электронам пучка, которые потеряли всю свою начальную энергию за одно торможение. Так как длина волны рентгеновского излучения обратно пропорциональна энергии, то рентгеновскому излучению с максимальной энергией будет соответствовать минимальная длина волны ЯМин, которая называется коротковолновым пределом Дуана—Ханта, который связан с E0 уравнением (3.26).

Интенсивность непрерывного рентгеновского спектра 1н для заданной энергии E или длины волны К описывается соотношением Крамерса [49]:

/н ~ iZ[(kАмин)-1] ~ іZ(E0-E)IE, (3.27)

где і — ток пучка, a Z — средний атомный номер. Последующие уточнения уравнения Крамерса будут рассмотрены в гл. 8.

Из уравнения (3.27) и рассчитанного спектра (рис. 3.34) можно видеть, что с возрастанием энергии интенсивность непрерывного рентгеновского спектра уменьшается. Интенсивность непрерывного спектра зависит как от атомного номера мишени,

Е. мэВ

Рис. 3.34. Расчетный спектр рентгеновского излучения, генерируемого в медной мишени электронным пучком с энергией 20 кэВ, демонстрирующий образование непрерывного фона и характеристических линий Cu^cc, Cu^rH Cutcc. Взаимодьіїствие электронного пучка с образцом

69

так и от энергии пучка. С ростом энергии пучка E0 максимальная энергия непрерывного спектра возрастает, a Xmiih уменьшается. Интенсивность непрерывного спектра для данной энергии возрастает, так как при более высоких энергиях электроны пучка имеют большую статистическую вероятность претерпеть данную потерю энергии. Доля непрерывного излучения возрастает при увеличении атомного номера мишени из-за возрастания кулоновского поля (ядра плюс электроны на внутренних оболочках) в атомах тяжелых элементов по сравнению с атомами легких элементов. Интенсивность непрерывного спектра изменяется прямо пропорционально числу электронов в пучке, а следовательно, прямо пропорционально току пучка I3.

Наличие непрерывного излучения играет важную роль в определении минимально обнаружимого уровня для данного элемента, так как непрерывный спектр образует фон, на котором должны быть измерены сигналы характеристического излучения. Поэтому обычно непрерывное излучение рассматривается как помеха. Однако следует отметить, что, согласно уравнению (3.27), непрерывный спектр содержит информацию о среднем атомном номере (а следовательно, и о составе) образца. Так, области с различными Z в образце будут испускать на Есех энергиях различную интенсивность непрерывного излучения. Этот факт может оказаться полезным при анализе объекта и стать основой для некоторых схем введения поправок при количественном анализе, в частности биологических объектов и частиц (см. гл. 7).
Предыдущая << 1 .. 13 14 15 16 17 18 < 19 > 20 21 22 23 24 25 .. 90 >> Следующая

Авторские права © 2011 BooksOnChemistry. Все права защищены.
Реклама