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【每日一學】X射線熒光光譜分析基本原理
當能量高于原子內(nèi)層電子電子結(jié)合能的高能X射線與原子發(fā)生碰撞時，驅(qū)逐一個內(nèi)層電子而出現(xiàn)一個空穴，使整個原子體系處于不穩(wěn)定的激發(fā)態(tài)，然后自發(fā)地由能量高的狀態(tài)躍遷到能量低的狀態(tài)。
當較外層的電子躍遷到空穴時，所釋放的能量隨即在原子內(nèi)部被吸收而逐出較外層的另一個次級光電子，此稱為俄歇效應(yīng)，亦稱次級光電效應(yīng)，所逐出的次級光電子成為俄歇電子。
它的能量是具有*特征的，與入射輻射的能量無關(guān)。當較外層的電子躍入內(nèi)層空穴所釋放的能量不在原子內(nèi)被吸收，而是以輻射形式放出，便產(chǎn)生X射線熒光，其能量等于兩能級之間的能量差，因此，X射線靈光的能量或波長是特征性的，與元素有一一對應(yīng)的關(guān)系。
K層電子被逐出后，其空穴可以被外層中任一電子所填充，從而可產(chǎn)生一系列的諧線，稱為K系線：由L層躍遷到K層輻射的X射線叫K射線，由M層躍遷到K層輻射的X射線叫Kβ射線。
同樣，L層電子被逐出可以產(chǎn)生L系輻射見(圖10。2)。如果入射的X射線使某元素的K層電子激發(fā)成光電子后L層電子躍遷到K層，此時就有能量△E釋放出來，且△E=EK-EL，這個能量是以X射線形式釋放，產(chǎn)生的就是Kα射線，同樣還可以產(chǎn)生Kβ射線，L系射線等。莫斯萊(H.G.Moseley)發(fā)現(xiàn)，熒光X射線的波長λ與元素的原子序數(shù)Z有關(guān)，其數(shù)學關(guān)系如下
這就是莫斯萊定律，式中K和s是常數(shù)，因此，只要測出熒光X射線的波長，就可以知道元素的種類，這就是熒光X射線定性分析的基礎(chǔ)。
此外，熒光X射線的強度與相應(yīng)元素的含量有一定的關(guān)系，據(jù)此，可進行元素定量分析。
用X射線照射試樣時，試樣可以被激發(fā)出各種波長的熒光X射線，需要把混合的X射線按波長(或能)分開，分別測量不同波長(或能量)的X射線的強度，以進行定性和定量分析，為此使用的儀器叫X射線熒光光諧儀。
由于X光具有一定波長，同時又有一定能量，因此，X射線熒光光譜儀有兩種基本類型：波長色散型和能量色散型。