工程材料表征技術(shù)-課件 3.1 X射線的性質(zhì)與產(chǎn)生

3.1節(jié)X射線的性質(zhì)與產(chǎn)生

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1-1X射線的本質(zhì)；

1-2X射線的產(chǎn)生及X射線管；

1-3X射線的安全防護(hù)；

返回1-1X射線的本質(zhì)X射線的本質(zhì)是電磁輻射，與可見光完全相同，僅是波長短而已，因此具有波粒二像性。(1)波動(dòng)性;(2)粒子性。相關(guān)習(xí)題：波動(dòng)性表現(xiàn)形式：在晶體作衍射光柵觀察到的X射線的衍射現(xiàn)象，即證明了X射線的波動(dòng)性。X射線的波長范圍：

0.01~100?

波長的度量單位常用埃（?）；通用的國際計(jì)量單位中用納米（nm）表示，它們之間的換算關(guān)系為：1nm=10?=m硬X射線：波長較短。用于晶體結(jié)構(gòu)分析的波長為0.5~2.5?，穿透能力強(qiáng)，能量較高。用于金屬部件無損探傷的X射線波長更短。

軟X射線：波長較長。的軟X射線能量較低，穿透性弱，用于醫(yī)學(xué)透視。

粒子性表現(xiàn)形式為一個(gè)一個(gè)光子的輻射和吸收，具有的一定的質(zhì)量、能量和動(dòng)量；當(dāng)與物質(zhì)相互作用時(shí)交換能量，產(chǎn)生光電效應(yīng)；二次電子等。X射線的光子能量ε與頻率ν、波長λ之間存在如下重要關(guān)系：

由于

故

式中h——普朗克常數(shù)，等于6.625×

J.s;

c——X射線的速度，等于2.998×m/s.

彈幕習(xí)題：

1.試計(jì)算波長0.71?（Mo-Kα）和1.54?（Cu-Kα）的X射線束，其頻率和每個(gè)光子的能量？

解答1-2X射線的產(chǎn)生(1)產(chǎn)生原理；(2)X射線管；(3)過程演示；

(4)產(chǎn)生條件；

(5)安全防護(hù)。

產(chǎn)生原理高速運(yùn)動(dòng)的電子與物體碰撞時(shí)，發(fā)生能量轉(zhuǎn)換，電子的運(yùn)動(dòng)受阻失去動(dòng)能，其中一小部分（1％左右）能量轉(zhuǎn)變?yōu)閄射線，而絕大部分（99％左右）能量轉(zhuǎn)變成熱能使物體溫度升高。X射線管

X射線管的結(jié)構(gòu)封閉式X射線管實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)大的真空二極管?；窘M成包括：

鎢絲冷卻水靶鈹窗口X射線真空接變壓器玻璃泡電子聚焦杯(1)陰極：陰極是發(fā)射電子的地方。

(2)陽極：亦稱靶，是使電子突然減速和發(fā)射X射線的地方。(3)窗口：窗口是X射線從陽極靶向外射出的地方。(4)焦點(diǎn)：焦點(diǎn)是指陽極靶面被電子束轟擊的地方，正是從這塊面積上發(fā)射出X射線。

接變壓器玻璃鎢燈絲聚焦杯鈹窗口金屬靶冷卻水電子X射線X射線X射線管剖面示意圖（回車鍵演示）過程演示產(chǎn)生條件1.產(chǎn)生自由電子；2.使電子作定向的高速運(yùn)動(dòng);3.在其運(yùn)動(dòng)的路徑上設(shè)置一個(gè)障礙物使電子突然減速或停止。X射線的安全防護(hù)X射線設(shè)備的操作人員可能遭受電震和輻射損傷兩種危險(xiǎn)。電震的危險(xiǎn)在高壓儀器的周圍是經(jīng)常地存在的，X射線的陰極端為危險(xiǎn)的源泉。在安裝時(shí)可以把陰極端裝在儀器臺(tái)面之下或箱子里、屏后等方法加以保證。輻射損傷是過量的X射線對人體產(chǎn)生有害影響?？墒咕植拷M織灼傷，可使