原子物理学.ppt

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1、原子物理学原子物理学主主 讲：林讲：林 海海第八章第八章 X射线射线8.1 X射线的产生射线的产生 重点讲：性质、本质、产生重点讲：性质、本质、产生 在十九世纪末，物理学有三大发现：在十九世纪末，物理学有三大发现：一是电子，一是电子，一个是一个是X射线，射线，一个是放射性。一个是放射性。X射线射线是一种看不见的、照在某些物体上能使那些物体发荧是一种看不见的、照在某些物体上能使那些物体发荧光的，透射性很强的射线光的，透射性很强的射线（性质）（性质）X射线的本质：射线的本质：波长极短的电磁波波长极短的电磁波 加热加热电源电源K A X射线射线 X射线谱的某些特性反映了原子内部结构的情况，射线谱的某

2、些特性反映了原子内部结构的情况，因此通过因此通过X射线谱可以对原子结构问题进一步探索射线谱可以对原子结构问题进一步探索 摄谱仪拍摄其光谱摄谱仪拍摄其光谱 X射线谱射线谱高压电源高压电源8.2 X射线的发射谱射线的发射谱 教材教材P224强度强度波长图波长图从图从图8.7可以看到，可以看到，X射线谱是由两部分构成射线谱是由两部分构成 一部分是连续谱一部分是连续谱 另一部分是线状谱（我们这里称为标识谱）另一部分是线状谱（我们这里称为标识谱）1.连续谱（产生机制）连续谱（产生机制）这个式子的意义是什么呢？这个式子的意义是什么呢？最高频率最高频率 如果电子打到靶子上被停止，其能量全部变成辐射能如果电子

3、打到靶子上被停止，其能量全部变成辐射能 如果穿进靶子的表面以内如果穿进靶子的表面以内 设想电子进入靶内，可以达到不同的深度设想电子进入靶内，可以达到不同的深度 连续谱是电子在靶上被减速形成的连续谱是电子在靶上被减速形成的 是支住车轮不让其转动的木头是支住车轮不让其转动的木头 2、标识谱、标识谱 实验表明：实验表明：X射线的线状谱波长成分决定于靶子的材料射线的线状谱波长成分决定于靶子的材料 X射线的线状谱可以作为不同元素的标识射线的线状谱可以作为不同元素的标识 所以把它称为标识谱所以把它称为标识谱 X射线的标识谱对于研究物质的成分具有重要意义射线的标识谱对于研究物质的成分具有重要意义 轫轫各元素

4、的标识谱具有相似的结构各元素的标识谱具有相似的结构，分成若干个线系，分成若干个线系，波长最短的一组线称为波长最短的一组线称为 K K 线系线系 波长较其波长较其 K K 系长的是系长的是 L L 线系，更长的是线系，更长的是 M M、N N 线系线系 标识谱有下述特性：标识谱有下述特性：见教材见教材P228.（1）（）（2）（）（3）（）（4）结论：结论：1、标识谱标识谱是由靶中原子是由靶中原子发发出的出的2、标识谱是原子内层电子跃迁形成的、标识谱是原子内层电子跃迁形成的（依据：靶子不同（依据：靶子不同标识谱标识谱不同）不同）（依据：不显周期性，同化学成分有关，光子能量很大）（依据：不显周期性，同化学成分有关，光子能量很大）目前研究结果证明：目前研究结果证明：K K 线系是最内层（线系是最内层（n=1n=1）以外的电子向）以外的电子向n=1n=1跃迁形成跃迁形成L L 线系是线系是n=2n=2以外向以外向n=2n=2跃迁形成跃迁形成 M M 线系是线系是n=3n=3以外向以外向n=3n=3跃迁形成跃迁形成